JPH09263849A - 銅の連続製錬方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 省エネルギに適う銅の連続製錬法を提供
する。 【解決手段】 銅精鉱を、シャフト１とアップテーク３
を近接した自溶炉５に吹き込み、生成するマットを連続
的に製銅炉１０に供給し、粗銅を生成させかつ連続的に
出湯する。自溶炉５で生成するスラグを錬▲かん▼炉１
５に供給してスラグ中に混入したマットをスラグから分
離し、分離後のマットを連続製銅炉１０に供給する。製
銅炉１０で生成するスラグを自溶炉５に繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は銅の連続製錬方法及
び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、銅の連続製錬法の一例としては、
銅精鉱を酸素富化空気とともに溶錬炉に吹込み生成した
マットとスラグが混合した溶体を、電力を熱源とした保
持炉で処理してスラグとマットを分離し、マットは更に
酸素富化空気を吹込み酸化して粗銅を得、スラグは水砕
後溶錬炉に繰り返す方法が行われている（「資源と素
材」Ｖｏｌ．１０９，Ｎｏ．１２、非鉄製錬号、ｐ９５
９〜９６３，特にｐ９６１，図４）。この方法は上吹強
撹拌機能をもつインジェクション溶錬法であると言われ
ている。

【０００３】一方、本出願人が銅製錬を行う自溶炉はシ
ャフト、セットラー及びアップテークを有しており、そ
の寸法は図３に示すとおりである。図において、１はシ
ャフト、２はセットラー、３はアップテークであり、セ
ットラーの内容積は約６０ｍ³ である。なお、本出願人
が行っている製錬条件は前掲非鉄製錬号、第９７３頁表
５に示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】公知の連続製銅法と比
較した場合の自溶炉製錬の特徴は、インジェクション製
錬でないために精鉱を炉内に装入するためのエネルギー
が少ないこと、及び炉内の撹拌作用がそれほど強くな
く、自溶炉がマットとスラグを分離する機能をもってい
ることにある。このことに本発明者らは着目し、かかる
機能を利用した連続銅製錬を開発すると、従来の連続製
錬法よりエネルギー的に有利な製錬法が提供できるとの
観点から研究を行った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、それぞれ公知
の、自溶炉製錬、自溶炉で生成するスラグを保持する錬
▲かん▼炉による製錬、及び従来の連続製銅法における
製銅炉の製錬を一部修正して結合することにより新規な
連続製銅法を完成したものである。本発明により提供さ
れる連続銅製錬法は、銅精鉱を、シャフトとアップテー
クを近接させた自溶炉に吹き込み、生成するマットを連
続的に製銅炉に供給して粗銅を生成させかつ該粗銅を連
続的に出湯し、かつ前記自溶炉で生成するスラグを錬▲
かん▼炉に供給してスラグ中に混入したマットをスラグ
から分離し、分離後のマットを前記製銅炉に供給し、か
つ前記製銅炉で生成するスラグを前記自溶炉に繰り返す
ことを特徴とする。また、本発明により提供される連続
銅製錬装置は、シャフトとアップテークを近接させた自
溶炉と、前記自溶炉で生成するスラグを保持してスラグ
中に混入したマットをスラグから分離する錬▲かん▼炉
と、製銅炉とを含んでなるとともに、マットが溜る前記
自溶炉内のレベルに開口したマット出湯口、該出湯口と
前記製銅炉とを常時連通させる出湯樋、スラグが溜る前
記自溶炉内のレベルに開口したスラグ出湯口、前記製銅
炉で生成した溶融スラグを水砕する装置、及び該水砕ス
ラグを前記自溶炉に搬送する手段を有することを特徴と
する。なお水砕装置及び水砕スラグ搬送手段に代えて溶
融スラグを溶融状態のまま自溶炉に搬送する取鍋運搬車
などの装置を設置することができる。

【０００６】以下、本発明の製錬法及び装置に共通する
特徴を説明する。自溶炉 従来の連続製銅法では、インジェクション製錬のための
高圧ブロワーが必要であり、このために電力消費量が多
いという問題があるが、自溶炉製錬法ではこのような問
題はないため、本発明においては銅精鉱よりマットとス
ラグを作りだすために自溶炉を使用する。自溶炉では、
溶体の撹拌が穏やかでありスラグとマットがよく分離さ
れているので、保持炉を介さないでほとんどのマットを
製銅炉に供給することができる。

【０００７】また、本発明においては、自溶炉のシャフ
トとアップテークを、これらの築炉が許される範囲で、
近接することにより、自溶炉の容積を小さくしている。
このために従来の自溶炉と比較すると同一の銅精鉱投入
量の場合炉内に滞留するマット及びスラグの量が少なく
なる。本発明における自溶炉製錬の一つの特徴は従来の
バッチ製錬ではなくマットあるいはマットとスラグの両
方を連続的に流出させるところにある。これを可能にす
るためには炉内の溶体の滞留量を少なくしなければなら
ず、上記した自溶炉のシャフト・アップテーク近接構造
はこのために必要な構造である。

【０００８】錬▲かん▼炉 しかしながら、シャフト・アップテークを近接構造とす
ると、スラグの保持容量及び時間が不足し、スラグ中へ
のマットの混合割合が多くなることになるので、この対
策としてスラグ専用保持炉として錬▲かん▼炉を設け
る。錬▲かん▼炉はスラグを保持するとともにスラグ中
に一部混合されているマットを分離する機能をもつ炉で
ある。この機能を実現するために、錬▲かん▼炉は電弧
加熱などの電力を熱源として溶体を溶融状態で保持かつ
静置するように構成することができる。

【０００９】錬▲かん▼炉でスラグから分離されたマッ
トは連続製銅炉に供給される。この量は自溶炉で生成さ
れるマットよりは少量であり、連続供給には不足するた
めに十分な量になったときに適時供給を行う。一方、マ
ットを分離したスラグは銅品位が無視できる程度であ
り、水砕等で細粒化後銅以外の資源として再利用する。
本発明は電力を熱源とする保持炉を使用する点では従来
の連続製銅法と共通しているが、保持対象が従来のよう
に溶体全体ではなくスラグ（一部マットを混合）のみ、
すなわち溶体に対して約５０％であるために、電力消費
は非常に少ない。

【００１０】連続製銅炉 連続製銅炉は自溶炉及び錬▲かん▼炉のマットを受け入
れ、連続的に生成する。この製錬は従来の連続製銅法の
最終段階と基本的には同じである。製銅炉で生成するス
ラグ中の銅品位は高いので、従来の連続製錬法と同様
に、スラグを水砕スラグとしてあるいは溶融スラグのま
ま自溶炉に繰り返して、残存する銅分の回収を行う。こ
こで、熱バランスを良好にする観点からは溶融スラグ
が、またスラグの取り扱い便宜の観点からは水砕スラグ
が、好ましい。何れのスラグを繰返すにせよ自溶炉が従
来のようなセットラーを有する構造であると、セットラ
ーからの放熱が大きいためにスラグの繰り返しには適し
ていない。よって本発明ではスラグの繰り返しに適する
構造とするためにもシャフト・アップテーク近接構造と
している。また銅品位が高いスラグを選鉱処理を経ない
で自溶炉に繰返すために工程省略の効果がある。

【００１１】続いて、本発明の方法的特徴を説明する。
本方法では製錬開始後、炉容積に相当する一定量のマッ
ト及びスラグが自溶炉に溜った後は自溶炉から連続製銅
炉へは溶体は連続的に供給され、また連続製銅炉からは
粗銅が連続的に出湯される。但し、従来の連続製銅法で
は保持炉も連続処理であるが、本発明法では自溶炉でほ
とんどのマットを作るために、保持炉（錬▲かん▼炉）
の処理は連続式にする必要はない。即ち、錬▲かん▼炉
の操業はマットとスラグが十分に分離された時点でマッ
トを製銅炉に移すように構成することができる。

【００１２】さらに、本発明の装置的特徴を図１及び２
を参照して説明する。図１にはシャフト・アップテーク
近接式自溶炉の一実施態様を示す。参照符号の意味及び
寸法表示の方法は図３と同様である。図より分かるよう
に、シャフト及びアップテークのそれぞれの中心軸間距
離（Ｃ）は従来炉では約１５ｍであるが、本発明炉では
セットラーを小さくした長さの分だけ炉の長さが短くな
り、間隔（Ｃ）は約７．５ｍと大幅に短縮されている。
このために上述したように溶体の保持のためのスペース
及び時間が少なくなるために錬▲かん▼炉の容量を大き
くする必要が生ずる。

【００１３】図２に装置全体の配列図に示すように、自
溶炉５には１個もしくは２個のマット出湯口６を設け、
出湯樋７を介してマットを製銅炉１０に直接かつ連続的
に供給する。また自溶炉５にはスラグ出湯口８を１個設
け溶融スラグを出湯樋１１を介して錬▲かん▼炉１５に
供給する。錬▲かん▼炉１５はゼーダーベルグ電極１６
を３本備えることにより溶体を適当な温度に保ち、スラ
グとマットが分離された状態に到達した時点でスラグは
スラグ出湯口１７からマットはマット出湯口１８からそ
れぞれ出湯する。溶融マットは樋で直接又は取鍋で受け
てクレーンにより製銅炉１０まで搬送する。

【００１４】

【実施例】続いて、好ましい操業例を数値を挙げて説明
する。図１に示した改造自溶炉（内容積４０ｍ³ ）によ
るとマットの生産量は、約２６０００トン／月となり、
またスラグの生産量は約２８０００トン／月となる。こ
の場合溶体が自溶炉内に滞留する時間は約５時間であ
る。自溶炉で精製するスラグを保持する錬▲かん▼炉は
内容積を６０ｍ³ とし、スラグ滞留時間を約７．５時間
とすると、スラグ中のマットを十分に分離することがで
きる。この結果８００トン／月のマットが得られる。電
力消費は８３００ＭＷｈ／月である。製銅炉に酸素富化
空気を吹込むことにより自溶炉及び錬▲かん▼炉から供
給されるマットを過不足なく粗銅まで酸化することがで
きる。

【００１５】

【発明の効果】

（１）従来の自溶炉に比べ炉の大きさを小さくすること
ができる。 （２）従来行なわれていなかった自溶炉を使用した銅の
連続製錬が可能になる。 （３）製銅炉で発生するスラグの選鉱を省略することが
でき、しかも高い銅回収率が達成される。 （４）製銅炉のスラグを溶融状態のまま自溶炉に戻すと
熱バランスが確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明法で使用する自溶炉の一実施態様を示
し、主要構造及び寸法を示す図である。

【図２】本発明に係る連続製錬装置の概略を示す図であ
る。

【図３】従来の自溶炉製錬法で使用する自溶炉の一実施
態様を示し、主要構造及び寸法を示す図である。

【符号の説明】

１ シャフト ２ セットラー ３ アップテーク ５ 自溶炉 ６ マット出湯口６ ７ 出湯樋 ８ スラグ出湯口 １０ 錬▲かん▼炉 １１ 出湯樋 １５ 製銅炉

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銅精鉱を、シャフトとアップテークを近
   接させた自溶炉に吹き込み、生成するマットを連続的に
   製銅炉に供給して粗銅を生成させかつ粗銅を連続的に出
   湯し、前記自溶炉で生成するスラグを錬▲かん▼炉に供
   給してスラグ中に混入したマットをスラグから分離し、
   分離後のマットを前記製銅炉に供給し、かつ前記製銅炉
   で生成するスラグを前記自溶炉に繰り返すことを特徴と
   する銅の連続製錬方法。
2. 【請求項２】 シャフトとアップテークを近接させた自
   溶炉と、前記自溶炉で生成するスラグを保持してスラグ
   中に混入したマットをスラグから分離する錬▲かん▼炉
   と、製銅炉とを含んでなるとともに、マットが溜る前記
   自溶炉内のレベルに開口したマット出湯口、該出湯口と
   前記製銅炉とを常時連通させる出湯樋、スラグが溜る前
   記自溶炉内のレベルに開口したスラグ出湯口、前記製銅
   炉で生成する溶融スラグを水砕する装置、及び該水砕ス
   ラグを前記自溶炉に搬送する手段を有することを特徴と
   する銅の連続製錬装置。
3. 【請求項３】 シャフトとアップテークを近接させた自
   溶炉と、前記自溶炉で生成するスラグを保持してスラグ
   中に混入したマットをスラグから分離する錬▲かん▼炉
   と、製銅炉とを含んでなるとともに、マットが溜る前記
   自溶炉内のレベルに開口したマット出湯口、該出湯口と
   前記製銅炉とを常時連通させる出湯樋、スラグが溜る前
   記自溶炉内のレベルに開口したスラグ出湯口、前記製銅
   炉で生成する溶融スラグを溶融状態のまま前記自溶炉に
   搬送する手段を有することを特徴とする銅の連続製錬装
   置。
4. 【請求項４】 前記錬▲かん▼炉が電熱式加熱手段を有
   することを特徴とする請求項２又は３記載の銅の連続製
   錬装置。