JPS63149338A - 銅の製錬方法 - Google Patents

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】 第一図は、本発明の基本的原理を示すプロセス工程図で
ある。本プロセスを構成する主要な化学反応は、 （１）　　ＣＬＩ　Ｆｅ　８２の高温完全脱硫酸化（ａ
　溶融銅フェライト−溶銅共存相の弱還元（３）溶融Ｃ
ｕ−Ｆｅ金合金中ｅの酸化反応（用　溶融ＣＵの脱酸 の４つである。これらについて分脱する：（１）　　Ｃ
ｕ　Ｆｅ　８２の高温完全脱硫酸化ＣＬＩ　Ｆｅ　８２
が完全酸化脱硫されて生成する相の特徴は、溶鋼とＣｕ
を溶解した液体酸化鉄との２相平衡がほぼ全域を占めて
いることである。

酸化の反応進行度の終了点は、目標とする脱硫水準に依
存する。現在粗銅中の許容硫黄レベルとみなされている
０、０５％という数値が一応の目標値として採用しうる
。本プロセスでは、この後の引続く反応ではＳは除去さ
れないので、この目標値までの脱硫はこの酸化の段階で
達成しておかねばならない。

脱硫の結果として非常に高い濃度の８０２ガスが発生す
る。このＳＯ２排ガスは、ＳＯ２処理工程に送られる。

（′２Ｊ　　溶融湯フェライト−溶銅共存相の弱還元第
一段階で過剰に酸化された液体酸化鉄−溶鋼共存融体が
形成されるので弱還元を行い、ＣＬＩが許容濃度以下の
スラブと溶鋼との２相に分離する。

（３）溶融Ｃｕ−Ｆｅ合金中のＦｅの酸化溶融Ｃｕ−Ｆ
ｅ合金に酸素を吸収させると酸化鉄が優先的に析出して
浮上する。溶鋼の酸化ｐＡ鉄反応の基本系もＣｕ　−Ｆ
ｅ−０３元系である。この反応はもはやそれ程高い温度
を必要としないので、１３００℃を標準に考えると、こ
の温度では溶鋼は酸素分圧の高い方向へ行くにしたがっ
て、それぞれＦｅ○、Ｆｅ３Ｏ４、及びＣｕを固溶した
スピネル相と平衡する。

溶鋼脱鉄の基本反応は ｘｌ”ｅ（溶鋼中）＋Ω−（溶銅中）＝ＦｅＸＯ３Ｆｅ
　　（溶銅中）　＋４０　（溶鋼中）−Ｆｅａ○４ で表され、溶鋼中のＦｅの濃度を小さくしようとすれば
逆に酸素が多量に溶解してしまう。

溶鋼中のＦｅを０．００５％まで除去するためには、酸
素を吹き込んでＦｅ分をＦｅ　ａ　０４マグネタイトと
して析出させることが必要で、そのときの平衡酸素分圧
はＰＯ２＝　１０−７　ａｔｍ程度、溶鋼中に入る酸素
は約０．０４％になる。

（４）溶融Ｃｕの脱酸 溶ＭＣｕ中の酸素は、従来方法により、例えば固体炭素
もしくはＣＯガスにより容易に除去することができる。

これは、従来からの精製炉で行うことができる。

第二図は、粗銅製造装置の一具体例を示す。粗銅製造装
置１は、高温酸化ゾーン３と還元ゾーン５とを具備する
。高温酸化ゾーン３は、シャフト状区画４から構成され
、その頂端には銅精鉱及び酸化ガス供給用のランスが装
備される。銅精鉱と酸化ガスとの反応により、１５００
〜１８００℃、通常１６ｏＯ℃前後の燃焼炎が生じ、銅
精鉱は落下生完全脱硫酸化されて、溶融銅フェライト−
溶銅共存相として下部に堆積する。このような高温酸化
ゾーンを形成するために、酸化ガスは、一般に３０％以
上、好ましくは４０〜７０％の高酸素濃度と一般に２０
０〜６００Ｎｍ　３　／精鉱トンの流量を持つ高い酸化
ポテンシャルのものとして供給される。副生する高濃度
ＳＯ２を排出する為の排出管７が設けられている。高濃
度８０２ガスは、８０２処理設備に送られる。

底部に生成する過剰酸化された酸化鉄−銅共存融体は還
元ゾーン５に移動する。

高温ゾーン３と還元ゾーン５とを分隔する為に隔Ｎ９が
還元ゾーンの天井から融体中に突入している。

還元ゾーン５は、水平区画６から構成される装の適宜の
位置に、還元剤投入管１２を具備している。

融体は弱還元され、粗銅とスラグとに分離し、それぞれ
の注出口を通して回収される。

水平区画の下流端には還元による生成ガス、ＣＯ２、Ｃ
ｏを排出するためのアップテーク１３が設けられる。

設備の少くとも高温に曙される壁面、好ましくは全周壁
面に水冷用の冷却ジャケットが巻装される。従来炉に較
べて高温が発生する為、通常の耐火壁では損傷が檄しい
ので、銅水冷構造の採用が必要である。銅水冷構造は、
その内面に融体の凝結層を形成することによりセルフコ
ートを行う。

第三図は、粗銅製造設備の別の具体例を示す。

ここでは、第一具体例の高温ゾーンと還元ゾーンとが別
々の高温酸化炉１４及び還元炉１６として構成され、両
者は、密閉門１８によって連繋される。

高温酸化炉１４の底部には、高温脱硫酸化された溶融銅
フエライｉ・−溶銅共存融液が堆積する。

高温酸化炉の底部に貯った上記融液は樋１８へと溢流す
る。

その後、該融液は還元炉１６に導入され、その入口で還
元剤その他の添加剤を投入され、その後スラグと溶鋼と
に分相する。

その他の点は、第一具体例と同様であるので説明を省略
する。

発明の効果 （１）マットは関与しない。硫黄を精鉱の酸化の段階で
ほぼ完全に除去してしまうので、このあと硫黄の挙動を
考慮する必要がなくなる。Ｐ、Ｓ、転炉が不要となり、
メタリック銅が直接連続的に得られる。

（２）　　Ｓ○２ガスの補集が集約化される。

（３プロセスの簡易化により労力が削減しうる。

（４）現状の溶錬温度をはるかに超えた高い温度である
ため、反応速度は飛躍的に増大する。これは、設備の縮
小、生産性の向上に大いに寄与する。

（５）砒素、アンチモン、ビスマス等不純物の揮発除去
が精鉱の超高温酸化時に効果的にもたらされる。

（６）金、銀等貴金属は鋼中に含まれ、電解工程で回収
しつる。

実施例 第二図の設備を模擬した簡略小型プラントにおいて本発
明方法を模擬試験した。

ＣＵ：２８％、Ｆｅ：２５％、Ｓ：２８％、ＳｉＯ２：
８％を含む銅精鉱に対して４００℃の温度にある６０％
酸素濃度の酸素富化空気を３７Ｎｍ　３　／分の割合で
接触して１７００℃に至る高温燃焼生成物を生ぜしめた
。副生じた排ガスは４７％Ｓ○２濃度のものであった。

生成物に適量の炭素粉を加えることにより、約９８％銅
分の粗銅とＦｅ４０％そして５ｉＯ２３５％を含むスラ
グとの分相体がえられた。

回収した粗銅に酸素を吹込んで、Ｆｅ分を除去すること
が出来た。その後炭素粉を添加することにより脱酸精製
鋼が得られた。

第一図は本発明の流れを示すフローシートであり、第二
及び三図は製造設備の具体例を示す。

１：粗銅製造設備 ３：高温酸化ゾーン ４：シャフト状区画 ５：還元ゾーン ６：水平区画 ７：排出管 ９：隔壁 １２：還元剤投入管 １３ニアツブテーク １４：高温酸化炉 １６：還元炉 １８：１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）銅精鉱を酸素と充分に接触させて１５００〜１８０
   ０℃の高温酸化ゾーンを形成し、生成する高温融体を還
   元ゾーンに導いて還元により粗銅とスラグを生成し、該
   粗銅を脱鉄及び脱酸して精製鋼を生成することを特徴と
   する銅の製錬方法。 ２）酸素濃度が３０％以上且つ酸素量が２００〜６００
   Ｎｍ＾３／トン精鉱の条件で銅精鉱と酸素とを接触する
   特許請求の範囲第１項記載の方法。