排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置、及び排ガスダスト中に含まれる銅の回収方法
【課題】 排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置において、排ガスダスト中から銅を効率よく回収することを課題とする。
【解決手段】 銅の回収方法は、銅製錬の転炉から排出される排気ガスが流動する第１煙道と、第１煙道の下流側に接続された第２煙道とを備える煙道において、第２煙道におけるガス流速を第１煙道におけるガス流速よりも低下させる。銅の回収装置は、銅製錬の転炉から排出される排気ガスが流動する第１煙道と、第１煙道の天井部に接続され、第１煙道の延伸方向よりも鉛直上方側に傾斜する１本以上の第２煙道と、を備え、１本以上の第２煙道の合計の断面積は、第１煙道の断面積よりも大きい。
【解決手段】 銅の回収方法は、銅製錬の転炉から排出される排気ガスが流動する第１煙道と、第１煙道の下流側に接続された第２煙道とを備える煙道において、第２煙道におけるガス流速を第１煙道におけるガス流速よりも低下させる。銅の回収装置は、銅製錬の転炉から排出される排気ガスが流動する第１煙道と、第１煙道の天井部に接続され、第１煙道の延伸方向よりも鉛直上方側に傾斜する１本以上の第２煙道と、を備え、１本以上の第２煙道の合計の断面積は、第１煙道の断面積よりも大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製錬工程における排ガス中ダストに含まれる銅の回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非鉄金属の製錬工程において、転炉から排出される排気ガス中に製錬中の金属粉がダストに混在している。例えば、銅製錬で排出される製錬ダストには、銅が５〜２５重量％含まれている。このダストを酸で浸出したり、中和や硫化するなどして、銅を鉛、ビスマスなどの不純物と分離回収して製錬工程へ送り、再度、銅製錬を繰り返す。また、上記、酸浸出や中和、硫化等の処理により十分に分離できない銅は、特許文献１で示す金属や金属化合物の粉状物と粒状物の湿式分級方法にあるような重力による沈降を利用した湿式の分級装置で分離する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３１３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、製錬ダスト中の銅含有率が高いと、鉛やビスマスを主成分とする不純物残滓中の銅含有率が増加し、銅採取率の減少をもたらす。ダスト処理工程での銅の分離回収法として希硫酸での溶解及び上記の湿式分級を行っていたが、銅量の約２０％が鉛、ビスマスを主成分とする未溶解残滓に混入する。希硫酸での溶解については、希硫酸濃度、温度、時間等の各条件を選択することによって更に銅の回収量を増加することが可能であるが、薬剤コストの増加及び設備を大規模にする必要がある。また、湿式分級装置は銅の回収率を上げようとすると銅に随伴する鉛やビスマスなどの不純物も増加し、これら鉛やビスマスの製錬工程への繰り返し量が増加するため、処理コストが増加する。
【０００５】
そこで、本発明は、排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置において、排ガスダスト中から銅を効率よく回収することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決する本発明の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置は、銅製錬の転炉から排出されるガスの流速を低下し、前記ガス中に含まれる硫化銅を含有するダストの下流工程での回収量を減少したことを特徴とする。転炉から排出されるガスの流速を低下することにより、ガス中に含まれる粒径の大きな硫化銅あるいはメタル銅を落下させて排ガスから容易に分離し、効率良く回収することができる。
ここで、銅製錬の転炉から排出されるガス中に含まれるダストの粒径は、特開２００７−２３１３３３号公報に記載されているように、硫化銅あるいはメタル銅の粒径は１０μｍ以上２５０μｍ以下であり、硫酸鉛などからなる銅化合物以外の不純物の粒径は１０μｍ以下とされており、本発明はこの粒径差を利用して硫化銅あるいはメタル銅を回収するものである。
【０００７】
上記の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置において、前記転炉から排出されるガスが水平方向に流れる水平煙道と、前記水平煙道の天井部に一端が接続し、前記排ガスが流れ込む立ち上がり煙道と、を備え、前記立ち上がり煙道を流れるガスの流速を低下したことを特徴とする。立ち上がり煙道へ流れ込むガスの流速を低下したことにより、ガス中に含まれる粒径の大きなダストが水平煙道に落下する。これにより、粒径の大きなダストを排ガス中から容易に分離し、効率良く金属を回収できる。ガス中に残ったダストは下流工程の電気集塵装置で回収されるが、このダストから銅成分を回収するのに必要とされる工程が軽減されるため、処理コストの低減に繋がる。
【０００８】
上記の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置において、前記水平煙道において硫化銅が落下するように、前記立ち上がり煙道へ流れこむガスの流速を低下する構成とすることができる。
【０００９】
上記の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置では、前記立ち上がり煙道の流路面積を拡大することができる。また、前記立ち上がり煙道の通路数を増加することができる。このような構成とすることにより、前記立ち上がり煙道を流れるガスの流速が低下するため、粒径の大きなダストを回収できる。
【００１０】
さらに、硫化銅が落下するガスの流速を考慮すると、上記の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置において、前記立ち上がり煙道を流れるガスの流速を３〜８ｍ／ｓとすることができる。
ここで、硫化銅の粒径は１０〜１００μｍに多く分布し、硫化銅とメタル銅の存在比は約９：１と硫化銅の方が多い。硫化銅の比重５．６とメタル銅の比重８．９６を基に、硫化銅を基本としてガス流速を検討すると、ガスの流速を８ｍ／ｓとした場合、７０μｍ程度以上の硫化銅を前記水平煙道に落下させることができ、メタル銅は硫化銅より比重が大きいことを考慮すれば、メタル銅の大半も回収可能と判断できる。また、ガス流速を３ｍ／ｓとした場合、１０μｍ以上の硫化銅の大半が回収可能と見込まれ、数μｍ程度（１０μｍ以下）の粒径である硫酸鉛等の銅化合物以外のダストは煙道より吸引され、前記水平煙道に落下することがないため、効率よく銅成分を前記水平煙道より分離回収できる。
【００１１】
上記の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置において、排ガスダスト中から粒径の大きな硫化銅あるいはメタル銅を分離し、銅回収率を向上することができる。銅転炉中で発生する銅化合物のうち、粒径の大きな硫化銅が水平煙道に落下するため、排ガスから容易に硫化銅を分離し、効率よく銅を回収できる。排ガス中の硫化銅の占める割合が大きいため、これを水平煙道において回収することにより、その後の残滓から銅成分を回収する工程において処理コストが削減できる。
【００１２】
さらに、上記排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置において、前記水平煙道底部にダスト回収器を設置することができる。このような構成により、水平煙道底部に堆積するダストに含有される硫化銅を容易に回収することができる。
【００１３】
また、本発明の排ガスダスト中に含まれる銅の回収方法は、銅製錬の転炉から排出されるガスの流速を低下し、前記ガス中に含まれる硫化銅あるいはメタル銅を含有するダストの下流工程での回収量を減少したことを特徴とする。
【００１４】
上記、排ガスダスト中に含まれる銅の回収方法は、前記転炉から排出されるガスを水平方向に流す第１工程と、前記排ガスを立ち上げ、前記排ガスの流速を低下し、排ガスダスト中に含まれる硫化銅あるいはメタル銅を落下させる第２工程と、を備える方法とすることができる。
【００１５】
上記、排ガスダスト中に含まれる銅の回収方法では、前記第２工程において、粒径の大きな硫化銅あるいはメタル銅を落下させる方法とすることができる。
【００１６】
上記、排ガスダスト中に含まれる銅の回収方法では、前記第２工程において立ち上げる排ガスの流速を３〜８ｍ／ｓとした方法とすることができる。
【００１７】
上記、排ガスダスト中に含まれる銅の回収方法では、前記第２工程において、前記排ガスの流路面積を拡大し、排ガスの流速を低下する方法とすることができる。
【００１８】
上記、排ガスダスト中に含まれる銅の回収方法では、前記第２工程において前記排ガスの流れ込む通路数を増加し、排ガスの流速を低下する方法とすることができる。
【００１９】
上記、排ガスダスト中に含まれる銅の回収方法では、排ガスダスト中から粒径の大きな硫化銅あるいはメタル銅を分離し、銅回収率を向上する方法とすることができる。
【００２０】
上記、排ガスダスト中に含まれる銅の回収方法では、前記第２工程において分離されたダストを回収する第３工程を備える方法とすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置は、（１）排ガスダスト中から粒径の大きな硫化銅を落下させて排ガス中から容易に分離し、回収することができる。（２）こうして回収した硫化銅は、再度、製錬工程を回すことができる。（３）このように排ガス中から硫化銅を分離することにより、その後の排ガスの処理工程において硫化銅を分離するための処理コストを減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置の概略構成を示した説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線で切断した断面を示した説明図である。
【図３】比較例の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置を示している。
【図４】立ち上がり煙道に流れ込んだ排ガス中のダストの粒径分布を示した説明図である。
【図５】下流工程の電気集塵装置で回収したダストをビーカーで希硫酸浸出した残渣の粒径分布を示した説明図である。
【図６】他の構成の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための一形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は実施例１の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置（以下、単に「回収装置」と称する。）１の概略構成を示した説明図である。図２は図１のＡ−Ａ線で切断した断面を示した説明図である。回収装置１は、銅製錬工程における排気ガスダスト中に含まれる金属、すなわち、銅化合物、及びメタル銅を乾式分級することにより回収する。
【００２５】
回収装置１は、４台の転炉２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄから排出される排気ガスが流れ込む水平煙道３（第１煙道）と、水平煙道３の天井部に一端が接続して、水平煙道３から排気ガスが流れ込む立ち上がり煙道４、５、６（第２煙道）を備えている。
【００２６】
水平煙道３は水平方向にガスが流れるように形成されている。水平煙道３の側部には転炉２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと接続する接続穴３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが設けられている。転炉２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄから排出される排気ガスはこれらの接続穴３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄから水平煙道３に流れ込む。また、水平煙道３の底部にはフローコンベア７が設置されている。フローコンベア７は水平煙道３内に落下して堆積するダストを水平煙道３の一端に搬送し、ダストの回収を容易にする。
【００２７】
立ち上がり煙道４の一端は、水平煙道３上の接続穴３１ａと３１ｂとの間の通路の天井部に接続している。立ち上がり煙道５の一端は、水平煙道３上の接続穴３１ｃと３１ｄとの間の通路の天井部に接続している。立ち上がり煙道６の一端は、水平煙道３上の接続穴３１ｂと３１ｃとの間の通路の天井部に接続している。立ち上がり煙道４、５、６の他端は合流部８において合流している。合流部８には煙道９が接続されており、立ち上がり煙道４、５、６を流れる排気ガスは合流部８で合流した後、煙道９を通り、電気集塵装置（図示しない）へ送られ、その後、洗浄冷却設備（図示しない）へ送られる。
【００２８】
立ち上がり煙道４、５は内径２．１ｍ、長さ２５．７ｍの煙道である。ただし、立ち上がり煙道４、５の一部、具体的には、水平煙道３の天井部側から排ガスの流れる方向に１７．７ｍの区間は、内径２．６ｍとなっている。また、立ち上がり煙道６は、内径２．６ｍ、長さ１７．７ｍの煙道である。さらに、煙道９は内径３．０ｍであり、合流した排気ガス中のダスト煙道内部で堆積しないように流速を計算して構成されている。立ち上がり煙道４〜６は、略円管である。水平煙道３の断面積は、６．２６ｍ２程度である。
【００２９】
ところで、銅製錬転炉の排気ガス中ダストには、硫化銅Ｃｕ２Ｓと、硫酸銅ＣｕＳＯ４の銅化合物及びメタル銅が含まれる。これらの銅化合物の一部は、その他のダストとともに水平煙道３中に落下し、また別の一部は、その後の電気集塵装置で回収され、別工程で処理される。
【００３０】
本実施例においては、第２煙道の合計の断面積は、第１煙道の断面積よりも大きく設定されている。それにより、第２煙道におけるガス流速を第１煙道におけるガス流速よりも低下させることができる。この場合、第１煙道を流動する排気ガス中に含まれる硫化銅、メタル銅などの粒子が第２煙道に流入する際に、第１煙道に落下させることができる。それにより、銅を効率よく回収することができる。
【００３１】
なお、本実施例においては、水平煙道と立ち上がり煙道とを用いたが、それに限られない。たとえば、銅製錬の転炉から排出される排ガスが流動する第１煙道と、第１煙道の下流側に接続された第２煙道とを備える煙道において、第２煙道におけるガス流速を第１煙道におけるガス流速よりも低下させることによって、第１煙道に硫化銅、メタル銅などを落下させることができる。したがって、第１煙道と第２煙道とは、同方向に延伸していてもよい。
【００３２】
ただし、第２煙道は、第１煙道の天井部に接続され記第２煙道の延伸方向よりも鉛直上方側に傾斜していることが好ましい。第２煙道に流入する硫化銅、メタル銅などを効率よく第１煙道に落下させることができるからである。第２煙道は、鉛直上方に延びていることが好ましい。第２煙道に流入する硫化銅、メタル銅などをより効率よく第１煙道に落下させることができるからである。なお、第１煙道は、水平に延伸していなくてもよく、水平方向から傾斜していてもよい。
【００３３】
また、第２煙道は１本以上設けられ、１本以上の第２煙道の合計の断面積は、第１煙道の断面積よりも大きいことが好ましい。第２煙道におけるガス流速を第１煙道におけるガス流速よりも小さくすることができるからである。設けられている第２煙道の合計の断面積は、第１煙道の断面積の１．７倍以上であることが好ましく、２倍以上であることがより好ましく、２．５倍以上であることがより好ましい。第２煙道におけるガス流速をより低下させることができるからである。各第２煙道の断面積は、第１煙道の断面積よりも大きいことが好ましい。各第２煙道におけるガス流速を第１煙道におけるガス流速よりも小さくすることができるからである。
【実施例２】
【００３４】
図３は実施例２の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置（以下、単に「比較例の回収装置」と称する。）１００を示している。次に、実施例２の回収装置１００について説明する。実施例２の回収装置１００は、立ち上がり煙道６を備えていない点で実施例１の回収装置１と異なる。言い換えると、実施例１の回収装置１では、立ち上がり煙道が３本あるところ、実施例２の回収装置１００では、立ち上がり煙道が２本である点が異なる。なお、実施例２の回収装置１００のその他の構成は、実施例１の回収装置１と同一であり、回収装置１と同一の構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３５】
本実施例においても、第２煙道の合計の断面積は、第１煙道の断面積よりも大きく設定されている。それにより、第２煙道におけるガス流速を第１煙道におけるガス流速よりも低下させることができる。その結果、第１煙道を流動する排気ガス中に含まれる硫化銅、メタル銅などの粒子が第２煙道に流入する際に、第１煙道に落下させることができる。それにより、銅を効率よく回収することができる。
【００３６】
（実施例１と実施例２との比較）
次に、実施例１の回収装置１と実施例２の回収装置１００との比較について説明する。表１には、排ガス温度を３５０℃とした場合の実施例１と実施例２とにおける立ち上がり煙道のガス流速と、硫化銅の捕集粒子径の試算結果を示した。
【表１】
【００３７】
立ち上がり煙道を３本備える実施例１の回収装置１では、立ち上がり煙道が２本の実施例２の回収装置１と比較して、排気ガスが流れ込む流路の総面積が１．５倍になるため、表１に示すように、流速が２／３になる。また、実施例２では７７．９μｍ以上の粒子径の硫化銅Ｃｕ２Ｓが水平煙道３において捕集される。その一方、実施例１では、６３．６μｍ以上の粒子径の硫化銅Ｃｕ２Ｓが水平煙道３において捕集される。すなわち、実施例１では、排ガスの立ち上がり煙道４、５、６へ流れ込む流速が遅いため、より小さな粒子径の硫化銅Ｃｕ２Ｓまでも水平煙道３に堆積する。
【００３８】
次にガス流速の実測結果について説明する。ガス流速の測定は稼働させる転炉の組合せを変更して３回実施した。表２は１回目のガス流速の測定結果を示した説明図である。表３は２回目のガス流速の測定結果を示した説明図である。表４は３回目のガス流速の測定結果を示した説明図である。１回目は転炉２ｃにおいて造かんを行い、転炉２ｄにおいて造銅を行った。２回目は転炉２ａにおいて造かんを行い、転炉２ｃにおいて造銅を行った。３回目は転炉２ｄにおいて造かんを行い、転炉２ａにおいて造銅を行った。また、転炉導入ファンは８３０ｒｐｍの回転速度で運転した。測定は図１に示す測定地点において行い、ガス量は測定地点における煙道の上部から下部にかけて計測した４箇所の計測値を平均したものである。
【表２】
【表３】
【表４】
【００３９】
この結果から以下の点が説明できる。
（１）造かんを行う炉、造銅を行う炉を選択して排気ガスの流速を測定した結果、操業炉の組合せによる偏りはほとんど見られなかった。
（２）立ち上がり煙道６は合流後の煙道９とやや直線的に接続されていることから、他の立ち上がり煙道４、５と比較して排気ガスの流速が速かった。また、その流速も試算結果（６．０２ｍ／ｓ）にほぼ近い値が得られ、流速は予想通りに減速した。一方、立ち上がり煙道４、５の流速が想定していたものよりも遅くなったのは、想定していた温度３５０℃より概ね低い温度であることが原因である。
（３）平均捕集粒径は試算値（６３．６μｍ）に近い値となった。従って、試算通りに粒径の大きなダストが水平煙道３で捕集された。
【００４０】
つぎに、立ち上がり煙道内で捕集したダストの粒径について説明する。図４は、実施例１および実施例２について立ち上がり煙道に流れ込んだ排ガス中のダストの粒径分布を示した説明図である。図４中の実線は実施例１の粒径分布を示し、破線は実施例２の粒子分布を示している。図５は電気集塵装置で回収したダストをビーカーで希硫酸浸出した残渣の粒径分布を示した説明図である。この残渣は、浸出後液の硫酸濃度が１５ｇ／Ｌ。スラリー濃度２５０ｇ／Ｌとなるように調整し、３時間の撹拌浸出後、ろ過したものである。
【００４１】
図４に示すように、実施例１の排ガス中のダストの粒径分布は粒径１．０〜２．０μｍにおいてピークとなり、１０μｍ以上のダストの存在頻度は１％以下であり、粒径７０μｍ以上のダストの存在頻度はほぼ０％となっている。立ち上がり煙道内の流速が実施例２に比べて２／３程度に低下しているため、１０μｍ以上のダストの存在頻度が極めて低く、粒径７０μｍ以上のダストは立ち上がり煙道に吸引されずに水平煙道３に落下していることがわかる。一方、粒径１０μｍ以下のダストは実施例２に比べて実施例１の方が排ガスに多く含まれている。これは、以下のように説明できる。すなわち、実施例２の回収装置１００では水平煙道３において、２つの立ち上がり煙道４、５が接続する間に長い区間３２があるため、この区間３２を排気ガスが通過する間に粒径１０μｍ以下のダストも堆積する。一方、実施例１の回収装置１では、立ち上がり煙道４、５の間に立ち上がり煙道６があるため、排気ガスの水平移動区間が短い。このため、軽く小さな粒子は水平煙道３内に堆積することなく排ガスに運ばれて立ち上がり煙道４、５、６に流れ込みやすくなる。このため、実施例１において、粒径１０μｍ以下の硫酸鉛等の銅成分以外のダストが実施例２よりも多く排ガス中に含まれたと考えられ、実施例１により銅成分を効率よく分離回収できている。
【００４２】
図５に示したダストの希硫酸浸出後の残渣の粒径分布によると、５０μｍ以下の粒子で構成されるダストを浸出したにもかかわらず５０μｍ以上の粒子が見られる。これは、粒径の細かいものが希硫酸浸出により溶け出し、粒径の大きなものの存在比率が高まったためであると考えられる。
【００４３】
つぎに、実施例１および実施例２について、（１）電気集塵装置で回収したダスト、（２）ダストのビーカー試験酸浸出後の残渣、（３）鉛回収工程へ送る前の残滓（鉛滓とする）、について化学分析を行った。表５は、実施例２のダストの化学分析結果を示している。表６は、実施例１のダストの化学分析結果を示している。表７は実施例２のビーカー試験浸出残渣の化学分析結果を示している。表８は実施例１のビーカー試験浸出残渣の化学分析結果を示している。表９は実施例２の鉛滓の化学分析結果を示している。表１０は実施例１の鉛滓の化学分析結果を示している。
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
【表９】
【表１０】
【００４４】
（１）立ち上がり煙道を通過したダストの化学分析結果について、実施例２では１９．８％であったＣｕ品位は、実施例１において、１８．６％となった。立ち上がり煙道を通過したダスト中のＣｕは実施例２に比べてＣｕ品位で１．２％減、重量に換算すると６．１％減少したことになる。
【００４５】
（２）ビーカーで酸浸出した後の残渣の化学分析結果について、実施例１は、実施例２と比べてＣｕの品位が３．１％減、重量に換算すると１４．４％削減されたことになる。なお、実際の実機では、希硫酸浸出後の鉛滓はさらに、湿式分級装置に通液され、ここで得られた分析値よりもＣｕ品位が低下する。
【００４６】
（３）鉛回収工程へ送る前の鉛滓の化学分析結果について、実施例１は実施例２と比べてＣｕ品位４．５％、Ｃｕ２Ｓ由来のＣｕが重量換算して２７．３％削減できたことに相当する。
【００４７】
以上説明の粒度分布と化学分析結果より、立ち上がり煙道を増加した実施例１において、立ち上がり煙道に流れ込む排ガス中の粒径の大きいダストが減少することにより、ダスト、ダストの浸出残渣、鉛滓中の化学分析値において、Ｃｕの値が減少した。
【００４８】
つぎに、Ｃｕの浸出率を求めることにより、ダスト中のＣｕ化合物の存在割合を計算した。ダスト中のＣｕ化合物はＣｕ２ＳとＣｕＳＯ４であり、Ｃｕ２Ｓは難溶、ＣｕＳＯ４は可溶の性質を示すため、浸出するＣｕはＣｕＳＯ４由来と考えることができる。すなわち、浸出率は回収される銅Ｃｕのうち、ＣｕＳＯ４由来の銅Ｃｕの割合を示す。ここでは、実施例１、実施例２ともに、ダスト２５０ｇを４０ｇ／Ｌ硫酸６２５ｍＬに溶かし（浸出後液中硫酸濃度１５ｇ／Ｌ、スラリー濃度２５０ｇ／Ｌ）、浸出前後のＣｕ量を求めた。これより、実施例２では、Ｃｕ浸出率が３９．２％であり、実施例１では、Ｃｕ浸出率が４９．５％との結果を得られた。したがって、実施例１は実施例２に比べてＣｕ２Ｓの割合が低下していることがわかった。これは、ＣｕＳＯ４よりも重く粒径の大きいＣｕ２Ｓあるいはメタル銅が水平煙道３中に落下することにより、ダスト中のＣｕ２Ｓが減少したためである。
【００４９】
以上の通り、実施例１の回収装置１では、実施例２よりも、立ち上がり煙道へ流れ込む排ガスの流速を低下したことにより、排ガス中に含まれる粒径のより大きな硫化銅あるいはメタル銅を水平煙道３に落下させることができる。これにより、粒径の大きな硫化銅あるいはメタル銅を排ガス中から容易に分離し、効率よく銅を回収することができる。なお、立ち上がり煙道におけるガスの流速を８ｍ／ｓとした場合、７０μｍ程度以上の硫化銅を水平煙道に落下させることができ、メタル銅は硫化銅より比重が大きいことを考慮すれば、メタル銅の大半も回収可能と判断できる。一方、立ち上がり煙道におけるガス流速を３ｍ／ｓとした場合、１０μｍ以上の硫化銅の大半が回収可能と見込まれ、数μｍ程度（１０μｍ以下）の粒径である硫酸鉛等の銅化合物以外のダストは煙道より吸引され、効率よく銅成分を水平煙道より分離回収できる。したがって、立ち上がり煙道におけるガス流速は、３ｍ／ｓ〜８ｍ／ｓであることが好ましい。具体的な数値として、立ち上がり煙道を２本から３本に増やすことにより、銅回収後の鉛滓中のＣｕ品位が４．５％減少し、年間８９ｔもの銅を鉛回収処理へ送らず、製錬工程へ送ることができ、処理コストを削減することができる。
【００５０】
また、本発明において、立ち上がり煙道の流路面積を拡張することもできる。図６は本発明の他の構成の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置（以下、単に「回収装置」と称する。）１０の説明図である。回収装置１０は、実施例２の回収装置１００とほぼ同様の構成である。ただし、立ち上がり煙道１４、１５の流路面積が拡張された点で、実施例２の回収装置１００と異なっている。なお、回収装置１０のその他の構成は、実施例２の回収装置１００と同一であり、回収装置１と同一の構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５１】
この回収装置１００においても、立ち上がり煙道１４、１５の流路が拡張されたことにより、立ち上がり煙道１４、１５へ流れ込む排ガスの流速が低下する。これにより、排ガス中に含まれる粒径の大きな硫化銅が水平煙道３内に落下し、粒径の大きな硫化銅を排ガス中から容易に分離し、効率よく銅を回収できる。これにより、排ガスから除去した硫化銅を後処理に回すことなく、後処理における処理コストを削減できる。
【００５２】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【００５３】
例えば、ファンやプロペラを設置し、立ち上がり煙道に流れ込む排ガスの流速を低下する機構を設けてもよい。また、銅転炉に限定されることなく、同様の操業方法により回収される金属について本実施例を採用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 転炉
３ 水平煙道
４、５、６ 立ち上がり煙道
７ フロアコンベア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製錬工程における排ガス中ダストに含まれる銅の回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非鉄金属の製錬工程において、転炉から排出される排気ガス中に製錬中の金属粉がダストに混在している。例えば、銅製錬で排出される製錬ダストには、銅が５〜２５重量％含まれている。このダストを酸で浸出したり、中和や硫化するなどして、銅を鉛、ビスマスなどの不純物と分離回収して製錬工程へ送り、再度、銅製錬を繰り返す。また、上記、酸浸出や中和、硫化等の処理により十分に分離できない銅は、特許文献１で示す金属や金属化合物の粉状物と粒状物の湿式分級方法にあるような重力による沈降を利用した湿式の分級装置で分離する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３１３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、製錬ダスト中の銅含有率が高いと、鉛やビスマスを主成分とする不純物残滓中の銅含有率が増加し、銅採取率の減少をもたらす。ダスト処理工程での銅の分離回収法として希硫酸での溶解及び上記の湿式分級を行っていたが、銅量の約２０％が鉛、ビスマスを主成分とする未溶解残滓に混入する。希硫酸での溶解については、希硫酸濃度、温度、時間等の各条件を選択することによって更に銅の回収量を増加することが可能であるが、薬剤コストの増加及び設備を大規模にする必要がある。また、湿式分級装置は銅の回収率を上げようとすると銅に随伴する鉛やビスマスなどの不純物も増加し、これら鉛やビスマスの製錬工程への繰り返し量が増加するため、処理コストが増加する。
【０００５】
そこで、本発明は、排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置において、排ガスダスト中から銅を効率よく回収することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決する本発明の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置は、銅製錬の転炉から排出されるガスの流速を低下し、前記ガス中に含まれる硫化銅を含有するダストの下流工程での回収量を減少したことを特徴とする。転炉から排出されるガスの流速を低下することにより、ガス中に含まれる粒径の大きな硫化銅あるいはメタル銅を落下させて排ガスから容易に分離し、効率良く回収することができる。
ここで、銅製錬の転炉から排出されるガス中に含まれるダストの粒径は、特開２００７−２３１３３３号公報に記載されているように、硫化銅あるいはメタル銅の粒径は１０μｍ以上２５０μｍ以下であり、硫酸鉛などからなる銅化合物以外の不純物の粒径は１０μｍ以下とされており、本発明はこの粒径差を利用して硫化銅あるいはメタル銅を回収するものである。
【０００７】
上記の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置において、前記転炉から排出されるガスが水平方向に流れる水平煙道と、前記水平煙道の天井部に一端が接続し、前記排ガスが流れ込む立ち上がり煙道と、を備え、前記立ち上がり煙道を流れるガスの流速を低下したことを特徴とする。立ち上がり煙道へ流れ込むガスの流速を低下したことにより、ガス中に含まれる粒径の大きなダストが水平煙道に落下する。これにより、粒径の大きなダストを排ガス中から容易に分離し、効率良く金属を回収できる。ガス中に残ったダストは下流工程の電気集塵装置で回収されるが、このダストから銅成分を回収するのに必要とされる工程が軽減されるため、処理コストの低減に繋がる。
【０００８】
上記の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置において、前記水平煙道において硫化銅が落下するように、前記立ち上がり煙道へ流れこむガスの流速を低下する構成とすることができる。
【０００９】
上記の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置では、前記立ち上がり煙道の流路面積を拡大することができる。また、前記立ち上がり煙道の通路数を増加することができる。このような構成とすることにより、前記立ち上がり煙道を流れるガスの流速が低下するため、粒径の大きなダストを回収できる。
【００１０】
さらに、硫化銅が落下するガスの流速を考慮すると、上記の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置において、前記立ち上がり煙道を流れるガスの流速を３〜８ｍ／ｓとすることができる。
ここで、硫化銅の粒径は１０〜１００μｍに多く分布し、硫化銅とメタル銅の存在比は約９：１と硫化銅の方が多い。硫化銅の比重５．６とメタル銅の比重８．９６を基に、硫化銅を基本としてガス流速を検討すると、ガスの流速を８ｍ／ｓとした場合、７０μｍ程度以上の硫化銅を前記水平煙道に落下させることができ、メタル銅は硫化銅より比重が大きいことを考慮すれば、メタル銅の大半も回収可能と判断できる。また、ガス流速を３ｍ／ｓとした場合、１０μｍ以上の硫化銅の大半が回収可能と見込まれ、数μｍ程度（１０μｍ以下）の粒径である硫酸鉛等の銅化合物以外のダストは煙道より吸引され、前記水平煙道に落下することがないため、効率よく銅成分を前記水平煙道より分離回収できる。
【００１１】
上記の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置において、排ガスダスト中から粒径の大きな硫化銅あるいはメタル銅を分離し、銅回収率を向上することができる。銅転炉中で発生する銅化合物のうち、粒径の大きな硫化銅が水平煙道に落下するため、排ガスから容易に硫化銅を分離し、効率よく銅を回収できる。排ガス中の硫化銅の占める割合が大きいため、これを水平煙道において回収することにより、その後の残滓から銅成分を回収する工程において処理コストが削減できる。
【００１２】
さらに、上記排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置において、前記水平煙道底部にダスト回収器を設置することができる。このような構成により、水平煙道底部に堆積するダストに含有される硫化銅を容易に回収することができる。
【００１３】
また、本発明の排ガスダスト中に含まれる銅の回収方法は、銅製錬の転炉から排出されるガスの流速を低下し、前記ガス中に含まれる硫化銅あるいはメタル銅を含有するダストの下流工程での回収量を減少したことを特徴とする。
【００１４】
上記、排ガスダスト中に含まれる銅の回収方法は、前記転炉から排出されるガスを水平方向に流す第１工程と、前記排ガスを立ち上げ、前記排ガスの流速を低下し、排ガスダスト中に含まれる硫化銅あるいはメタル銅を落下させる第２工程と、を備える方法とすることができる。
【００１５】
上記、排ガスダスト中に含まれる銅の回収方法では、前記第２工程において、粒径の大きな硫化銅あるいはメタル銅を落下させる方法とすることができる。
【００１６】
上記、排ガスダスト中に含まれる銅の回収方法では、前記第２工程において立ち上げる排ガスの流速を３〜８ｍ／ｓとした方法とすることができる。
【００１７】
上記、排ガスダスト中に含まれる銅の回収方法では、前記第２工程において、前記排ガスの流路面積を拡大し、排ガスの流速を低下する方法とすることができる。
【００１８】
上記、排ガスダスト中に含まれる銅の回収方法では、前記第２工程において前記排ガスの流れ込む通路数を増加し、排ガスの流速を低下する方法とすることができる。
【００１９】
上記、排ガスダスト中に含まれる銅の回収方法では、排ガスダスト中から粒径の大きな硫化銅あるいはメタル銅を分離し、銅回収率を向上する方法とすることができる。
【００２０】
上記、排ガスダスト中に含まれる銅の回収方法では、前記第２工程において分離されたダストを回収する第３工程を備える方法とすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置は、（１）排ガスダスト中から粒径の大きな硫化銅を落下させて排ガス中から容易に分離し、回収することができる。（２）こうして回収した硫化銅は、再度、製錬工程を回すことができる。（３）このように排ガス中から硫化銅を分離することにより、その後の排ガスの処理工程において硫化銅を分離するための処理コストを減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置の概略構成を示した説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線で切断した断面を示した説明図である。
【図３】比較例の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置を示している。
【図４】立ち上がり煙道に流れ込んだ排ガス中のダストの粒径分布を示した説明図である。
【図５】下流工程の電気集塵装置で回収したダストをビーカーで希硫酸浸出した残渣の粒径分布を示した説明図である。
【図６】他の構成の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための一形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は実施例１の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置（以下、単に「回収装置」と称する。）１の概略構成を示した説明図である。図２は図１のＡ−Ａ線で切断した断面を示した説明図である。回収装置１は、銅製錬工程における排気ガスダスト中に含まれる金属、すなわち、銅化合物、及びメタル銅を乾式分級することにより回収する。
【００２５】
回収装置１は、４台の転炉２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄから排出される排気ガスが流れ込む水平煙道３（第１煙道）と、水平煙道３の天井部に一端が接続して、水平煙道３から排気ガスが流れ込む立ち上がり煙道４、５、６（第２煙道）を備えている。
【００２６】
水平煙道３は水平方向にガスが流れるように形成されている。水平煙道３の側部には転炉２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと接続する接続穴３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが設けられている。転炉２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄから排出される排気ガスはこれらの接続穴３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄから水平煙道３に流れ込む。また、水平煙道３の底部にはフローコンベア７が設置されている。フローコンベア７は水平煙道３内に落下して堆積するダストを水平煙道３の一端に搬送し、ダストの回収を容易にする。
【００２７】
立ち上がり煙道４の一端は、水平煙道３上の接続穴３１ａと３１ｂとの間の通路の天井部に接続している。立ち上がり煙道５の一端は、水平煙道３上の接続穴３１ｃと３１ｄとの間の通路の天井部に接続している。立ち上がり煙道６の一端は、水平煙道３上の接続穴３１ｂと３１ｃとの間の通路の天井部に接続している。立ち上がり煙道４、５、６の他端は合流部８において合流している。合流部８には煙道９が接続されており、立ち上がり煙道４、５、６を流れる排気ガスは合流部８で合流した後、煙道９を通り、電気集塵装置（図示しない）へ送られ、その後、洗浄冷却設備（図示しない）へ送られる。
【００２８】
立ち上がり煙道４、５は内径２．１ｍ、長さ２５．７ｍの煙道である。ただし、立ち上がり煙道４、５の一部、具体的には、水平煙道３の天井部側から排ガスの流れる方向に１７．７ｍの区間は、内径２．６ｍとなっている。また、立ち上がり煙道６は、内径２．６ｍ、長さ１７．７ｍの煙道である。さらに、煙道９は内径３．０ｍであり、合流した排気ガス中のダスト煙道内部で堆積しないように流速を計算して構成されている。立ち上がり煙道４〜６は、略円管である。水平煙道３の断面積は、６．２６ｍ２程度である。
【００２９】
ところで、銅製錬転炉の排気ガス中ダストには、硫化銅Ｃｕ２Ｓと、硫酸銅ＣｕＳＯ４の銅化合物及びメタル銅が含まれる。これらの銅化合物の一部は、その他のダストとともに水平煙道３中に落下し、また別の一部は、その後の電気集塵装置で回収され、別工程で処理される。
【００３０】
本実施例においては、第２煙道の合計の断面積は、第１煙道の断面積よりも大きく設定されている。それにより、第２煙道におけるガス流速を第１煙道におけるガス流速よりも低下させることができる。この場合、第１煙道を流動する排気ガス中に含まれる硫化銅、メタル銅などの粒子が第２煙道に流入する際に、第１煙道に落下させることができる。それにより、銅を効率よく回収することができる。
【００３１】
なお、本実施例においては、水平煙道と立ち上がり煙道とを用いたが、それに限られない。たとえば、銅製錬の転炉から排出される排ガスが流動する第１煙道と、第１煙道の下流側に接続された第２煙道とを備える煙道において、第２煙道におけるガス流速を第１煙道におけるガス流速よりも低下させることによって、第１煙道に硫化銅、メタル銅などを落下させることができる。したがって、第１煙道と第２煙道とは、同方向に延伸していてもよい。
【００３２】
ただし、第２煙道は、第１煙道の天井部に接続され記第２煙道の延伸方向よりも鉛直上方側に傾斜していることが好ましい。第２煙道に流入する硫化銅、メタル銅などを効率よく第１煙道に落下させることができるからである。第２煙道は、鉛直上方に延びていることが好ましい。第２煙道に流入する硫化銅、メタル銅などをより効率よく第１煙道に落下させることができるからである。なお、第１煙道は、水平に延伸していなくてもよく、水平方向から傾斜していてもよい。
【００３３】
また、第２煙道は１本以上設けられ、１本以上の第２煙道の合計の断面積は、第１煙道の断面積よりも大きいことが好ましい。第２煙道におけるガス流速を第１煙道におけるガス流速よりも小さくすることができるからである。設けられている第２煙道の合計の断面積は、第１煙道の断面積の１．７倍以上であることが好ましく、２倍以上であることがより好ましく、２．５倍以上であることがより好ましい。第２煙道におけるガス流速をより低下させることができるからである。各第２煙道の断面積は、第１煙道の断面積よりも大きいことが好ましい。各第２煙道におけるガス流速を第１煙道におけるガス流速よりも小さくすることができるからである。
【実施例２】
【００３４】
図３は実施例２の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置（以下、単に「比較例の回収装置」と称する。）１００を示している。次に、実施例２の回収装置１００について説明する。実施例２の回収装置１００は、立ち上がり煙道６を備えていない点で実施例１の回収装置１と異なる。言い換えると、実施例１の回収装置１では、立ち上がり煙道が３本あるところ、実施例２の回収装置１００では、立ち上がり煙道が２本である点が異なる。なお、実施例２の回収装置１００のその他の構成は、実施例１の回収装置１と同一であり、回収装置１と同一の構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３５】
本実施例においても、第２煙道の合計の断面積は、第１煙道の断面積よりも大きく設定されている。それにより、第２煙道におけるガス流速を第１煙道におけるガス流速よりも低下させることができる。その結果、第１煙道を流動する排気ガス中に含まれる硫化銅、メタル銅などの粒子が第２煙道に流入する際に、第１煙道に落下させることができる。それにより、銅を効率よく回収することができる。
【００３６】
（実施例１と実施例２との比較）
次に、実施例１の回収装置１と実施例２の回収装置１００との比較について説明する。表１には、排ガス温度を３５０℃とした場合の実施例１と実施例２とにおける立ち上がり煙道のガス流速と、硫化銅の捕集粒子径の試算結果を示した。
【表１】
【００３７】
立ち上がり煙道を３本備える実施例１の回収装置１では、立ち上がり煙道が２本の実施例２の回収装置１と比較して、排気ガスが流れ込む流路の総面積が１．５倍になるため、表１に示すように、流速が２／３になる。また、実施例２では７７．９μｍ以上の粒子径の硫化銅Ｃｕ２Ｓが水平煙道３において捕集される。その一方、実施例１では、６３．６μｍ以上の粒子径の硫化銅Ｃｕ２Ｓが水平煙道３において捕集される。すなわち、実施例１では、排ガスの立ち上がり煙道４、５、６へ流れ込む流速が遅いため、より小さな粒子径の硫化銅Ｃｕ２Ｓまでも水平煙道３に堆積する。
【００３８】
次にガス流速の実測結果について説明する。ガス流速の測定は稼働させる転炉の組合せを変更して３回実施した。表２は１回目のガス流速の測定結果を示した説明図である。表３は２回目のガス流速の測定結果を示した説明図である。表４は３回目のガス流速の測定結果を示した説明図である。１回目は転炉２ｃにおいて造かんを行い、転炉２ｄにおいて造銅を行った。２回目は転炉２ａにおいて造かんを行い、転炉２ｃにおいて造銅を行った。３回目は転炉２ｄにおいて造かんを行い、転炉２ａにおいて造銅を行った。また、転炉導入ファンは８３０ｒｐｍの回転速度で運転した。測定は図１に示す測定地点において行い、ガス量は測定地点における煙道の上部から下部にかけて計測した４箇所の計測値を平均したものである。
【表２】
【表３】
【表４】
【００３９】
この結果から以下の点が説明できる。
（１）造かんを行う炉、造銅を行う炉を選択して排気ガスの流速を測定した結果、操業炉の組合せによる偏りはほとんど見られなかった。
（２）立ち上がり煙道６は合流後の煙道９とやや直線的に接続されていることから、他の立ち上がり煙道４、５と比較して排気ガスの流速が速かった。また、その流速も試算結果（６．０２ｍ／ｓ）にほぼ近い値が得られ、流速は予想通りに減速した。一方、立ち上がり煙道４、５の流速が想定していたものよりも遅くなったのは、想定していた温度３５０℃より概ね低い温度であることが原因である。
（３）平均捕集粒径は試算値（６３．６μｍ）に近い値となった。従って、試算通りに粒径の大きなダストが水平煙道３で捕集された。
【００４０】
つぎに、立ち上がり煙道内で捕集したダストの粒径について説明する。図４は、実施例１および実施例２について立ち上がり煙道に流れ込んだ排ガス中のダストの粒径分布を示した説明図である。図４中の実線は実施例１の粒径分布を示し、破線は実施例２の粒子分布を示している。図５は電気集塵装置で回収したダストをビーカーで希硫酸浸出した残渣の粒径分布を示した説明図である。この残渣は、浸出後液の硫酸濃度が１５ｇ／Ｌ。スラリー濃度２５０ｇ／Ｌとなるように調整し、３時間の撹拌浸出後、ろ過したものである。
【００４１】
図４に示すように、実施例１の排ガス中のダストの粒径分布は粒径１．０〜２．０μｍにおいてピークとなり、１０μｍ以上のダストの存在頻度は１％以下であり、粒径７０μｍ以上のダストの存在頻度はほぼ０％となっている。立ち上がり煙道内の流速が実施例２に比べて２／３程度に低下しているため、１０μｍ以上のダストの存在頻度が極めて低く、粒径７０μｍ以上のダストは立ち上がり煙道に吸引されずに水平煙道３に落下していることがわかる。一方、粒径１０μｍ以下のダストは実施例２に比べて実施例１の方が排ガスに多く含まれている。これは、以下のように説明できる。すなわち、実施例２の回収装置１００では水平煙道３において、２つの立ち上がり煙道４、５が接続する間に長い区間３２があるため、この区間３２を排気ガスが通過する間に粒径１０μｍ以下のダストも堆積する。一方、実施例１の回収装置１では、立ち上がり煙道４、５の間に立ち上がり煙道６があるため、排気ガスの水平移動区間が短い。このため、軽く小さな粒子は水平煙道３内に堆積することなく排ガスに運ばれて立ち上がり煙道４、５、６に流れ込みやすくなる。このため、実施例１において、粒径１０μｍ以下の硫酸鉛等の銅成分以外のダストが実施例２よりも多く排ガス中に含まれたと考えられ、実施例１により銅成分を効率よく分離回収できている。
【００４２】
図５に示したダストの希硫酸浸出後の残渣の粒径分布によると、５０μｍ以下の粒子で構成されるダストを浸出したにもかかわらず５０μｍ以上の粒子が見られる。これは、粒径の細かいものが希硫酸浸出により溶け出し、粒径の大きなものの存在比率が高まったためであると考えられる。
【００４３】
つぎに、実施例１および実施例２について、（１）電気集塵装置で回収したダスト、（２）ダストのビーカー試験酸浸出後の残渣、（３）鉛回収工程へ送る前の残滓（鉛滓とする）、について化学分析を行った。表５は、実施例２のダストの化学分析結果を示している。表６は、実施例１のダストの化学分析結果を示している。表７は実施例２のビーカー試験浸出残渣の化学分析結果を示している。表８は実施例１のビーカー試験浸出残渣の化学分析結果を示している。表９は実施例２の鉛滓の化学分析結果を示している。表１０は実施例１の鉛滓の化学分析結果を示している。
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
【表９】
【表１０】
【００４４】
（１）立ち上がり煙道を通過したダストの化学分析結果について、実施例２では１９．８％であったＣｕ品位は、実施例１において、１８．６％となった。立ち上がり煙道を通過したダスト中のＣｕは実施例２に比べてＣｕ品位で１．２％減、重量に換算すると６．１％減少したことになる。
【００４５】
（２）ビーカーで酸浸出した後の残渣の化学分析結果について、実施例１は、実施例２と比べてＣｕの品位が３．１％減、重量に換算すると１４．４％削減されたことになる。なお、実際の実機では、希硫酸浸出後の鉛滓はさらに、湿式分級装置に通液され、ここで得られた分析値よりもＣｕ品位が低下する。
【００４６】
（３）鉛回収工程へ送る前の鉛滓の化学分析結果について、実施例１は実施例２と比べてＣｕ品位４．５％、Ｃｕ２Ｓ由来のＣｕが重量換算して２７．３％削減できたことに相当する。
【００４７】
以上説明の粒度分布と化学分析結果より、立ち上がり煙道を増加した実施例１において、立ち上がり煙道に流れ込む排ガス中の粒径の大きいダストが減少することにより、ダスト、ダストの浸出残渣、鉛滓中の化学分析値において、Ｃｕの値が減少した。
【００４８】
つぎに、Ｃｕの浸出率を求めることにより、ダスト中のＣｕ化合物の存在割合を計算した。ダスト中のＣｕ化合物はＣｕ２ＳとＣｕＳＯ４であり、Ｃｕ２Ｓは難溶、ＣｕＳＯ４は可溶の性質を示すため、浸出するＣｕはＣｕＳＯ４由来と考えることができる。すなわち、浸出率は回収される銅Ｃｕのうち、ＣｕＳＯ４由来の銅Ｃｕの割合を示す。ここでは、実施例１、実施例２ともに、ダスト２５０ｇを４０ｇ／Ｌ硫酸６２５ｍＬに溶かし（浸出後液中硫酸濃度１５ｇ／Ｌ、スラリー濃度２５０ｇ／Ｌ）、浸出前後のＣｕ量を求めた。これより、実施例２では、Ｃｕ浸出率が３９．２％であり、実施例１では、Ｃｕ浸出率が４９．５％との結果を得られた。したがって、実施例１は実施例２に比べてＣｕ２Ｓの割合が低下していることがわかった。これは、ＣｕＳＯ４よりも重く粒径の大きいＣｕ２Ｓあるいはメタル銅が水平煙道３中に落下することにより、ダスト中のＣｕ２Ｓが減少したためである。
【００４９】
以上の通り、実施例１の回収装置１では、実施例２よりも、立ち上がり煙道へ流れ込む排ガスの流速を低下したことにより、排ガス中に含まれる粒径のより大きな硫化銅あるいはメタル銅を水平煙道３に落下させることができる。これにより、粒径の大きな硫化銅あるいはメタル銅を排ガス中から容易に分離し、効率よく銅を回収することができる。なお、立ち上がり煙道におけるガスの流速を８ｍ／ｓとした場合、７０μｍ程度以上の硫化銅を水平煙道に落下させることができ、メタル銅は硫化銅より比重が大きいことを考慮すれば、メタル銅の大半も回収可能と判断できる。一方、立ち上がり煙道におけるガス流速を３ｍ／ｓとした場合、１０μｍ以上の硫化銅の大半が回収可能と見込まれ、数μｍ程度（１０μｍ以下）の粒径である硫酸鉛等の銅化合物以外のダストは煙道より吸引され、効率よく銅成分を水平煙道より分離回収できる。したがって、立ち上がり煙道におけるガス流速は、３ｍ／ｓ〜８ｍ／ｓであることが好ましい。具体的な数値として、立ち上がり煙道を２本から３本に増やすことにより、銅回収後の鉛滓中のＣｕ品位が４．５％減少し、年間８９ｔもの銅を鉛回収処理へ送らず、製錬工程へ送ることができ、処理コストを削減することができる。
【００５０】
また、本発明において、立ち上がり煙道の流路面積を拡張することもできる。図６は本発明の他の構成の排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置（以下、単に「回収装置」と称する。）１０の説明図である。回収装置１０は、実施例２の回収装置１００とほぼ同様の構成である。ただし、立ち上がり煙道１４、１５の流路面積が拡張された点で、実施例２の回収装置１００と異なっている。なお、回収装置１０のその他の構成は、実施例２の回収装置１００と同一であり、回収装置１と同一の構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５１】
この回収装置１００においても、立ち上がり煙道１４、１５の流路が拡張されたことにより、立ち上がり煙道１４、１５へ流れ込む排ガスの流速が低下する。これにより、排ガス中に含まれる粒径の大きな硫化銅が水平煙道３内に落下し、粒径の大きな硫化銅を排ガス中から容易に分離し、効率よく銅を回収できる。これにより、排ガスから除去した硫化銅を後処理に回すことなく、後処理における処理コストを削減できる。
【００５２】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【００５３】
例えば、ファンやプロペラを設置し、立ち上がり煙道に流れ込む排ガスの流速を低下する機構を設けてもよい。また、銅転炉に限定されることなく、同様の操業方法により回収される金属について本実施例を採用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 排ガスダスト中に含まれる銅の回収装置
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 転炉
３ 水平煙道
４、５、６ 立ち上がり煙道
７ フロアコンベア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅製錬の転炉から排出される排気ガスが流動する第１煙道と、前記第１煙道の下流側に接続された第２煙道とを備える煙道において、
前記第２煙道におけるガス流速を前記第１煙道におけるガス流速よりも低下させることを特徴とする銅の回収方法。
【請求項２】
前記第２煙道は、前記第１煙道の天井部に接続され、前記第２煙道の延伸方向よりも鉛直上方側に傾斜することを特徴とする請求項１記載の銅の回収方法。
【請求項３】
前記第２煙道におけるガス流速を、３ｍ／ｓ〜８ｍ／ｓとすることを特徴とする請求項１または２記載の銅の回収方法。
【請求項４】
前記第１煙道は、水平に設置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の銅の回収方法。
【請求項５】
前記第２煙道は、鉛直上方に延びていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の銅の回収方法。
【請求項６】
前記排気ガスは、粒径１０μｍ以上の硫化銅および／またはメタル銅を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の銅の回収方法。
【請求項７】
銅製錬の転炉から排出される排気ガスが流動する第１煙道と、
前記第１煙道の天井部に接続され、前記第１煙道の延伸方向よりも鉛直上方側に傾斜する１本以上の第２煙道と、を備え、
前記１本以上の第２煙道の合計の断面積は、前記第１煙道の断面積よりも大きいことを特徴とする銅の回収装置。
【請求項８】
前記１本以上の第２煙道の合計の断面積は、前記第１煙道の断面積の１．７倍以上であることを特徴とする請求項７記載の銅の回収装置。
【請求項９】
前記１本以上の第２煙道の合計の断面積は、前記第１煙道の断面積の２倍以上であることを特徴とする請求項７記載の銅の回収装置。
【請求項１０】
前記１本以上の第２煙道の合計の断面積は、前記第１煙道の断面積の２．５倍以上であることを特徴とする請求項７記載の銅の回収装置。
【請求項１１】
前記第１煙道の底部にダスト回収器を設置したことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の銅の回収装置。
【請求項１２】
前記第１煙道は、複数の前記転炉に接続されていることを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載の銅の回収装置。
【請求項１３】
前記複数の転炉からの煙道は、それぞれ、前記第１煙道の異なる接続箇所で接続され、
前記第２煙道は、前記第１煙道において前記複数の接続箇所の間に接続されていることを特徴とする請求項１２記載の銅の回収装置。
【請求項１４】
前記第２煙道の各断面積は、前記第１煙道の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項７〜１３のいずれかに記載の銅の回収装置。
【請求項１５】
前記第２煙道における前記排気ガスの流速は、３〜８ｍ／ｓであることを特徴とする請求項７〜１４のいずれかに記載の銅の回収装置。
【請求項１６】
前記第１煙道は、水平に設置されていることを特徴とする請求項７〜１５のいずれかに記載の銅の回収装置。
【請求項１７】
前記第２煙道は、鉛直上方に延びていることを特徴とする請求項７〜１６のいずれかに記載の銅の回収装置。
【請求項１８】
前記第２煙道は、前記排気ガスの流動方向の下流において集塵機に接続されていることを特徴とする請求項７〜１７のいずれかに記載の銅の回収装置。
【請求項１】
銅製錬の転炉から排出される排気ガスが流動する第１煙道と、前記第１煙道の下流側に接続された第２煙道とを備える煙道において、
前記第２煙道におけるガス流速を前記第１煙道におけるガス流速よりも低下させることを特徴とする銅の回収方法。
【請求項２】
前記第２煙道は、前記第１煙道の天井部に接続され、前記第２煙道の延伸方向よりも鉛直上方側に傾斜することを特徴とする請求項１記載の銅の回収方法。
【請求項３】
前記第２煙道におけるガス流速を、３ｍ／ｓ〜８ｍ／ｓとすることを特徴とする請求項１または２記載の銅の回収方法。
【請求項４】
前記第１煙道は、水平に設置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の銅の回収方法。
【請求項５】
前記第２煙道は、鉛直上方に延びていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の銅の回収方法。
【請求項６】
前記排気ガスは、粒径１０μｍ以上の硫化銅および／またはメタル銅を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の銅の回収方法。
【請求項７】
銅製錬の転炉から排出される排気ガスが流動する第１煙道と、
前記第１煙道の天井部に接続され、前記第１煙道の延伸方向よりも鉛直上方側に傾斜する１本以上の第２煙道と、を備え、
前記１本以上の第２煙道の合計の断面積は、前記第１煙道の断面積よりも大きいことを特徴とする銅の回収装置。
【請求項８】
前記１本以上の第２煙道の合計の断面積は、前記第１煙道の断面積の１．７倍以上であることを特徴とする請求項７記載の銅の回収装置。
【請求項９】
前記１本以上の第２煙道の合計の断面積は、前記第１煙道の断面積の２倍以上であることを特徴とする請求項７記載の銅の回収装置。
【請求項１０】
前記１本以上の第２煙道の合計の断面積は、前記第１煙道の断面積の２．５倍以上であることを特徴とする請求項７記載の銅の回収装置。
【請求項１１】
前記第１煙道の底部にダスト回収器を設置したことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の銅の回収装置。
【請求項１２】
前記第１煙道は、複数の前記転炉に接続されていることを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載の銅の回収装置。
【請求項１３】
前記複数の転炉からの煙道は、それぞれ、前記第１煙道の異なる接続箇所で接続され、
前記第２煙道は、前記第１煙道において前記複数の接続箇所の間に接続されていることを特徴とする請求項１２記載の銅の回収装置。
【請求項１４】
前記第２煙道の各断面積は、前記第１煙道の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項７〜１３のいずれかに記載の銅の回収装置。
【請求項１５】
前記第２煙道における前記排気ガスの流速は、３〜８ｍ／ｓであることを特徴とする請求項７〜１４のいずれかに記載の銅の回収装置。
【請求項１６】
前記第１煙道は、水平に設置されていることを特徴とする請求項７〜１５のいずれかに記載の銅の回収装置。
【請求項１７】
前記第２煙道は、鉛直上方に延びていることを特徴とする請求項７〜１６のいずれかに記載の銅の回収装置。
【請求項１８】
前記第２煙道は、前記排気ガスの流動方向の下流において集塵機に接続されていることを特徴とする請求項７〜１７のいずれかに記載の銅の回収装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２２５９８４（Ｐ２０１１−２２５９８４Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７３３１５（Ｐ２０１１−７３３１５）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（５００４８３２１９）パンパシフィック・カッパー株式会社 (109)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（５００４８３２１９）パンパシフィック・カッパー株式会社 (109)
【Ｆターム（参考）】
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