銅製錬炉の操業方法及び銅製錬炉
【課題】熔体中のスラグとマットとの分離を効率良く行うことができるとともに、マグネタイトが炉壁部に析出して厚く堆積することを未然に防止することができ、かつ、後工程においてマグネタイトの析出に起因するトラブルを防止することが可能な銅製錬炉の操業方法及び銅製錬炉を提供する。
【解決手段】銅精鉱やスクラップ屑等を酸化製錬して粗銅を製出する際に用いられる銅製錬炉１０の操業方法であって、銅製錬炉１０内には、スラグ及びマットを含む熔体が貯留されており、この熔体に対して金属還元剤を投入し、前記熔体内に前記金属還元剤を混在させることにより、前記熔体中のマグネタイト量を制御することを特徴とする。
【解決手段】銅精鉱やスクラップ屑等を酸化製錬して粗銅を製出する際に用いられる銅製錬炉１０の操業方法であって、銅製錬炉１０内には、スラグ及びマットを含む熔体が貯留されており、この熔体に対して金属還元剤を投入し、前記熔体内に前記金属還元剤を混在させることにより、前記熔体中のマグネタイト量を制御することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅精鉱やスクラップ屑等を酸化製錬して粗銅を製出する際に用いられる銅製錬炉の操業方法及び銅製錬炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
銅精鉱やスクラップ屑等を製錬して粗銅を得る方法としては、例えば特許文献１に示すような自溶炉法や、特許文献２に示すような連続製銅法等が挙げられる。
特許文献１に記載された自溶炉法では、シャフト部にて酸素富化空気内で銅精鉱を酸化溶融し、得られた熔体を下部のセットラーに保持し、このセットラーにてスラグとマットとを分離する。分離されたマットは、転炉へと移送され、この転炉にて、さらに製錬処理されて粗銅が製出されることになる。
【０００３】
また、特許文献２に記載された連続製銅法においては、銅精鉱を溶錬してスラグとマットとを含む熔体を生成する溶錬炉と、溶錬炉から移送された熔体を保持してスラグとマットとを分離する分離炉と、分離炉で分離されたマットを製錬して粗銅を得る製銅炉と、を備えており、これら溶錬炉、分離炉、製銅炉が樋で連結されていて、製錬処理を連続的に行う構成とされている。
【０００４】
ここで、自溶炉のシャフト部や連続製銅設備の溶錬炉においては、銅精鉱の中に含まれるＦｅ成分を酸化させるとともにフラックス中のＳｉＯ２と反応させて、ＦｅＯ―ＳｉＯ２を主成分とするスラグを発生させる。また、銅精鉱に含まれるＣｕ成分は硫化銅の融体であるマットとして凝縮する。
このとき、銅精鉱の中に含まれるＦｅ成分が過剰に酸化されることによって、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）が生成されることが知られている。このマグネタイトは、スラグやマットからなる熔体に比べて融点が高いものである。
【０００５】
前述の自溶炉のセットラーや分離炉においては、熔体を静置させることによって、スラグとマットとをその比重差を利用して分離する構成とされている。よって、セットラーや分離炉では、熔体の流動が抑制されており、熔体の温度が低下しやすい傾向にある。熔体の温度が低下した場合、熔体中のマグネタイトが固相として析出して炉壁部や炉底部に堆積することになる。炉壁部や炉底部にマグネタイトが厚く堆積した場合には、スラグとマットとの分離を安定して行うことができなくなってしまう。
【０００６】
そこで、従来、炉壁部や炉底部にマグネタイトの堆積物が厚く形成された場合には、酸素を流通した鋼管にてランシングを行うことで、鋼管と酸素との反応熱によってマグネタイトの堆積物を溶融して除去していた。
あるいは、ランシングの際に、鉄屑やフェロシリコン（Ｆｅ−Ｓｉ）を投入し、マグネタイトの堆積物に接触させることで、マグネタイトを還元して除去していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−００２９１６号公報
【特許文献２】特開平０４−１８３８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ランシングによってマグネタイトの堆積物を除去する場合、ランシングが過剰となって炉壁部や炉底部の耐火物を損耗させてしまうおそれがあった。炉壁部や炉底部の耐火物が著しく損耗した場合には、操業を停止して炉修を行う必要があった。
また、炉壁部や炉底部の損耗を防止するために、ランシングの頻度を少なくした場合には、マグネタイトの堆積物を十分に除去することができず、やはり、操業を安定して行うことができなくなってしまう。
【０００９】
また、熔体中に溶融状態で存在するマグネタイトについては、ランシング等によって除去することはできないため、熔体中のマグネタイト量を減少させることはできなかった。
ここで、高融点のマグネタイトが熔体中に多く含まれている場合には、スラグの粘性が上昇してしまい、スラグとマットとを効率良く分離することができなくなる。この場合、マットがスラグとともに排出される「スラグロス」が発生することになり、銅製錬の効率が低下してしまう。
【００１０】
さらに、セットラーや分離炉にて分離されたマットを後工程に移送した場合に、マットの温度が低下すると、マット中のマグネタイトが析出してしまい、後工程でトラブルが発生するおそれがあった。
特に、特許文献２に記載した連続製銅法では、分離炉で分離されたマットが樋を介して製銅炉へと移送されるため、この樋の部分でマット（熔体）の温度が低下してマグネタイトが析出し、マットを安定して移送することができなくなってしまうという問題があった。これに対応するために、従来は、樋をバーナー等で加熱してマグネタイトの析出を抑制したり、析出したマグネタイトをジェットランス等を用いて溶解・除去したりしていた。これらの作業は非常に煩雑であって、銅製錬の操業を効率良く行うことができなかった。
【００１１】
本発明は、上述した状況に鑑みてなされたものであって、熔体中のスラグとマットとの分離を効率良く行うことができるとともに、マグネタイトが炉壁部に析出して厚く堆積することを未然に防止することができ、かつ、後工程においてマグネタイトの析出に起因するトラブルを防止することが可能な銅製錬炉の操業方法及び銅製錬炉を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係る銅製錬炉の操業方法は、銅精鉱やスクラップ屑等を酸化製錬して粗銅を製出する際に用いられる銅製錬炉の操業方法であって、前記銅製錬炉内には、前記スラグ及び前記マットを含む熔体が貯留されており、この熔体に対して金属還元剤を投入し、前記熔体内に前記金属還元剤を混在させることにより、前記熔体中のマグネタイト量を制御することを特徴としている。
【００１３】
このような構成とされた銅製錬炉の操業方法においては、銅製錬炉内に貯留された熔体に対して金属還元剤を投入し、この金属還元剤を熔体中に混在させていることから、熔体中に存在するマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）は、金属還元剤によって還元されてＦｅＯとなり、スラグ中に排出されることになる。
よって、熔体中のマグネタイト量が減少することになり、スラグの粘性上昇が抑えられ、スラグとマットとを比重差によって効率良く分離することが可能となる。さらに、マットがスラグとともに排出される「スラグロス」を抑えることができる。
また、炉壁部や炉底部にマグネタイトが厚く堆積されることを未然に防止することができ、安定してマットとスラグとを分離できる。さらに、マット内のマグネタイト量の減少することから、マットが移送される後工程においても、マグネタイトの析出が抑制されることになり、マグネタイトの析出に起因するトラブルの発生を未然に防止することができる。
【００１４】
ここで、前記銅製錬炉には、前記熔体が供給される熔体供給部が設けられており、前記熔体が供給される際に、前記熔体供給部の近傍に発生する乱流領域に対して、前記金属還元剤を投入する構成とされていることが好ましい。
分離炉やセットラーでは、上方にスラグ層が形成され、下方にマット層が形成されることになるため、単に上方から金属還元剤を投入した場合、金属還元剤の比重が軽いとスラグ層のみに添加され、金属還元剤の比重が重いとマット層のみに添加されることになり、熔体全体に金属還元剤を分散させることは困難であった。そこで、熔体が供給されることによって生じる乱流領域に向けて金属還元剤を投入することにより、投入された金属還元剤は、熔体内部において広く分散することになり、熔体内のマグネタイトを効率良く還元することが可能となる。
【００１５】
また、前記金属還元剤が、廃棄物を処理して得られた回収金属であることが好ましい。
市中の廃棄ごみや産業廃棄物等は、例えばロータリーキルン炉等によって燃焼・溶融処理される。このとき、廃棄物に含まれる有価金属等が回収されることになる。この回収金属の成分は、廃棄物の種類によって異なるものの、Ｆｅを含有していることが多い。そこで、この回収金属を熔体中に投入すると、回収金属中のＦｅ成分によってマグネタイトを還元することが可能となる。また、回収金属に含まれるＡｕ、Ａｇ及びＣｕ等の有価金属についても、銅製錬工程によって回収されることになる。
【００１６】
さらに、前記金属還元剤の投入量が、熔体の単位重量に対して０．１５ｋｇ／ｔ以上０．８０ｋｇ／ｔ以下であることが好ましい。
この場合、金属還元剤の投入量が、熔体の単位重量（１ｔ）に対して０．１５ｋｇ／ｔ以上とされているので、熔体中のマグネタイト量を確実に減少させることができる。また、金属還元剤の投入量が、熔体の単位重量（１ｔ）に対して０．８０ｋｇ／ｔ以下とされているので、炉内に投入された金属還元剤が、炉壁部や炉底部の耐火物を損耗させるおそれがなく、銅製錬炉の寿命延長を図ることができる。このように、マグネタイトが厚く堆積されることが抑制され、かつ、炉壁部や炉底部の耐火物の損耗が防止されることから、操業を安定して行うことが可能となる。
【００１７】
本発明に係る銅製錬炉は、銅精鉱やスクラップ屑等を酸化製錬して粗銅を製出する際に用いられる銅製錬炉であって、前記スラグ及び前記マットを含む熔体が貯留される炉本体と、この炉本体内部に対して金属還元剤を投入する還元剤投入部と、を備えていることを特徴としている。
【００１８】
このような構成とされた銅製錬炉によれば、前記スラグ及び前記マットを含む熔体が貯留される炉本体と、この炉本体内部に対して金属還元剤を投入する還元剤投入部と、を備えているので、熔体内に金属還元剤を投入することで、熔体中のマグネタイトを還元することができる。よって、熔体中のマグネタイト量が減少することになり、マグネタイトに起因するトラブルを未然に防止することができる。
【００１９】
ここで、前記炉本体には、前記熔体が供給される熔体供給部が設けられており、前記還元剤投入部は、前記熔体が供給される際に前記熔体供給部の近傍に発生する乱流領域に対して、金属還元剤を投入するように構成されていることが好ましい。
この場合、熔体が供給されることによって生じる乱流領域に向けて金属還元剤を投入することができ、投入された金属還元剤を熔体内部において広く分散させて、熔体内のマグネタイトを効率良く還元することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
このように、本発明によれば、熔体中のスラグとマットとの分離を効率良く行うことができるとともに、マグネタイトが炉壁部に析出して厚く堆積することを未然に防止することができ、かつ、後工程においてマグネタイトの析出に起因するトラブルを防止することが可能な銅製錬炉の操業方法及び銅製錬炉を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態である銅製錬炉の操業方法の対象となる分離炉を備えた連続製銅設備の概略説明図である。
【図２】図１に示す連続製銅設備に備えられた分離炉及び製銅炉の概略説明図である。
【図３】図１に示す連続製銅設備に備えられた分離炉の側面説明図である。
【図４】図４に示す分離炉の部分拡大説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の一実施形態である銅製錬炉の操業方法及び銅製錬炉について、添付した図面を参照して説明する。
本実施形態である銅製錬炉の操業方法の対象となる銅製錬炉は、例えば図１に示すような連続製銅設備において使用される分離炉である。
【００２３】
この連続製銅設備１は、原料である銅精鉱を酸化溶融してマットＭとスラグＳとを有する熔体を生成する溶錬炉２と、この溶錬炉２で生成されたマットＭとスラグＳとを分離する分離炉１０と、この分離炉１０で分離されたマットＭをさらに酸化して粗銅ＣとスラグＳとを生成する製銅炉４と、この製銅炉４で生成された粗銅Ｃを精製して、より品位の高い銅を生成する精製炉５とを有する。これら溶錬炉２、分離炉１０、製銅炉４、精製炉５は、樋６Ａ、６Ｂ、６Ｃでそれぞれ連結されており、熔体が重力の作用によって溶錬炉２、分離炉１０、製銅炉４、精製炉５の順に移動させられるように、この順に高低差をつけて設けられている。
【００２４】
溶錬炉２は、銅精鉱を、酸素富化空気等の酸化ガス及びフラックス等とともに炉内に供給するためランス７を複数備えている。このランス７は、溶錬炉２の天井部を挿通して昇降自在に設けられている。また、溶錬炉２には、炉内から発生するガスを排出するための排出口が炉の天井部に設けられており、この排出口に、排ガスの廃熱を回収する廃熱ボイラー９が接続されている。
【００２５】
分離炉１０は、溶錬炉２から送り込まれた熔体中のマットＭとスラグＳとを比重差を利用して分離するものであって、比重の大きいマットＭの層の上に比重の小さいスラグＳの層が形成されるようになっている。この分離炉１０には、複数の電極１１が下端をスラグ中に浸漬させた状態にして挿通されている。分離炉１０では、これら電極１１にトランスから三相交流を入力してジュール熱を発生させることで熔体の保温を行っている。
【００２６】
製銅炉４は、冷材や石灰石を、酸素富化空気等の酸化ガス等とともに炉内に供給するためのランス８を複数備えている。このランス８は、製銅炉４の天井部を挿通して昇降自在に設けられている。また、製銅炉４には、炉内から発生するガスを排出するための排出口が炉の天井部に設けられており、この排出口に、排ガスの廃熱を回収する廃熱ボイラー９が接続されている。
【００２７】
この連続製銅設備１で銅を製錬するには、乾燥した銅精鉱とフラックス（硅砂、石灰等）とを酸素富化空気と共に溶錬炉２の熔体中にランス７で吹き込む。溶錬炉２では、原料の溶解と酸化反応が進行し、主成分が硫化銅及び硫化鉄の混合物からなるマットＭと、銅精鉱中の脈石、溶剤、酸化鉄等からなるスラグＳが生成される。
【００２８】
ここで、溶錬炉２では、銅精鉱の中に含まれるＦｅ成分を酸化させるとともにフラックス中のＳｉＯ２と反応させて、ＦｅＯ―ＳｉＯ２を主成分とするスラグＳを発生させている。このとき、銅精鉱の中に含まれるＦｅ成分が過剰に酸化されることによって、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）が生成する。このように、溶錬炉２で生成される熔体（スラグＳ及びマットＭ）には、マグネタイトが含有されることになる。このマグネタイトは、スラグＳやマットＭからなる熔体に比べて融点が高いため、熔体の温度が低下した場合には、固相として析出する。
【００２９】
このマットＭとスラグＳとを有する熔体は、樋６Ａにより分離炉１０に送られ、ここで比重差により下層のマットＭと上層のスラグＳとに分離される。
分離炉１０において分離されたスラグＳは、別途回収されることになる。また、溶錬炉２等で生成したＳＯ２ガス等の含硫ガスは、図示しない硫酸工場へと移送され、硫酸又は石膏（ＣａＳ０４）として回収される。
【００３０】
一方、分離炉１０で分離されたマットＭは、樋６Ｂを介して製銅炉４に送られる。製銅炉４では、ランス８を用いてさらに空気とともにフラックスを吹き込んでマットＭ中の硫黄と鉄分を酸化し、純度９８．５％以上の粗銅Ｃを得る。製銅炉４において連続的に生成された粗銅Ｃは、樋６Ｃを介して精製炉５に移送される。そして、精製炉５において粗銅Ｃを精製して、より品位の高い銅を生成する。
【００３１】
なお、このプロセスにおいて、製銅炉４における酸化の工程では、銅の一部も酸化してスラグＳａの中に取り込まれてしまう。つまり、製銅炉スラグＳａには酸化鉄とともにかなりの量の酸化銅（１４〜１６％）が含まれる。このため、通常のプロセスでは、製銅炉スラグＳａを水砕により固体粉末化し、乾燥後、溶錬炉２に回送して、原料鉱石と共に再び溶解させて銅の回収を図っている。
【００３２】
次に、分離炉１０について、図２から図４を参照して説明する。この分離炉１０は、図２に示すように、熔体を貯留する炉本体１２と、溶錬炉２と分離炉１０との間に設けられた樋６Ａの一端が接続されて溶錬炉１０で生成された熔体が供給される熔体供給部１５と、炉本体１２の下方に位置するマットＭを溢流させるサイフォン１６と、マットＭの上層に位置するスラグＳを排出するスラグ排出口１７と、を備えている。サイフォン１６には、樋６Ｂの一端が接続されており、この樋６Ｂの他端が製銅炉４に接続されている。
【００３３】
また、この分離炉１０には、図３に示すように、炉本体１２の上方に配置され、炉本体１２に向けて金属還元剤を投入する還元剤投入装置２０が設けられている。
この還元材投入装置２０は、炉本体１２内部に挿通された投入管２４と、金属還元剤が貯留されるホッパー部２１と、このホッパー部２１から投入管２４へと金属還元剤を移送するベルトフィーダ２２と、を備えている。
投入管２４は、図３及び図４に示すように、炉本体１２において熔体供給部１５の近傍に配設されており、熔体供給部１５から熔体が供給されることによって生じる乱流領域Ｄに対して、金属還元剤を投入するように構成されている。
【００３４】
この分離炉１０では、溶錬炉２から供給される熔体を炉本体１２に貯留し、比重差を利用してスラグＳとマットＭとに分離する。このとき、分離炉１０では、電極１１に三相交流を入力してジュール熱を発生させることで熔体の保温を行っていることから、熔体が流動することなく、スラグＳとマットＭとの分離が促進されるように構成されている。
【００３５】
そして、分離炉１０には、還元材投入装置２０を用いて金属還元剤が連続的に投入される。ここで、本実施形態では、金属還元剤として、廃棄物を処理して得られた回収金属の砕塊を用いている。また、金属還元剤である回収金属の砕塊の投入量は、熔体の単位重量（１ｔ）に対して、０．１５ｋｇ／ｔ以上０．８０ｋｇ／ｔ以下となるように調整されている。
【００３６】
なお、金属還元剤として使用される回収金属の砕塊は、市中の廃棄ごみ、産業廃棄物である自動車のシュレッダーダストや、廃家電品、プリント基板等を、例えばロータリーキルン炉等によって燃焼・溶融処理することによって得られるものである。ロータリーキルン炉に投入された廃棄物は、可燃物が燃焼されてガス化されるとともに、金属成分を含む不燃物が溶融されて溶融スラグとなる。この溶融スラグを水砕し、篩い分けなどの選別を行うことで、金属の砕塊が回収されるのである。このようにして得られた回収金属の砕塊には、Ｆｅ、Ａｕ、Ａｇ及びＣｕといった有価金属が含まれることになる。
【００３７】
この回収金属の成分は、処理される廃棄物の種類によって異なるものの、Ｆｅを多く含むことになるので、回収金属の砕塊をマグネタイトの還元剤として用いることが可能である。なお、本実施形態において使用する回収金属は、Ｆｅ：５０〜９０ｗｔ％を含むものとされている。また、回収金属の砕塊は、粒径を３ｍｍ未満となるように細かく篩分けしてから分離炉１０に投入している。
【００３８】
このような構成とされた本実施形態である銅製錬炉（分離炉１０）の操業方法及び銅製錬炉（分離炉１０）においては、分離炉１０の炉本体１２内に貯留された熔体に対して、金属還元剤である回収金属の砕塊を投入し、この回収金属を熔体中に混在させているので、熔体中に存在するマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）を回収金属によって還元してＦｅＯとし、スラグ中に排出させることが可能となる。
【００３９】
このように熔体中のマグネタイト量が減少することから、スラグＳの粘性上昇が抑えられ、スラグＳとマットＭとを比重差によって効率良く分離することが可能となる。さらに、マットＭがスラグＳとともに流出するスラグロスを抑えることができ、銅製錬を効率良く行うことができる。
また、熔体中のマグネタイト量が少ないことから、炉本体１２内で熔体を静置させることで熔体の温度が低下したとしても、炉本体１２の炉壁部１２Ａや炉底部１２Ｂにマグネタイトが厚く堆積されることがない。よって、ランシングによってマグネタイトの堆積物を除去する頻度を大幅に削減することができ、炉本体１２の耐火物を損耗させてしまうおそれがなく、炉本体１２の寿命延長を図ることができる。
【００４０】
さらに、分離炉１０において分離されたマットＭ中のマグネタイト量も減少することになり、分離炉１０の後工程である樋６Ｂや製銅炉４においても、マグネタイトの析出が抑制されることになる。よって、樋６Ｂをバーナーで加熱しておく必要がなく、かつ、析出したマグネタイトを除去するためにジェットランス等を使用する必要がない。これにより、安定した操業を行うことができる。
【００４１】
また、金属還元剤である回収金属は、熔体供給部１５を介して熔体が供給されることによって生じる乱流領域Ｄに対して投入されるので、投入された回収金属は、熔体内部において広く分散することになり、熔体内のマグネタイトを効率良く還元することが可能となる。すなわち、溶錬炉２から移送されてくる熔体の流れを利用して、回収金属を炉本体１２の全体にわたって分散させているのである。
【００４２】
さらに、本実施形態では、金属還元剤として使用される回収金属の砕塊を、市中の廃棄ごみ、産業廃棄物である自動車のシュレッダーダストや、廃家電品、プリント基板等を、例えばロータリーキルン炉等によって燃焼・溶融処理することによって得られたものとしている。この回収金属の砕塊には、Ｆｅ、Ａｕ、Ａｇ及びＣｕといった有価金属が含まれていることから、連続製銅設備を利用することによって、廃棄物から有価金属を回収することが可能となる。
また、本実施形態において使用する回収金属は、Ｆｅ：５０〜９０ｗｔ％を含むものとされているので、このＦｅ成分によって熔体中のマグネタイトを還元することができる。
【００４３】
また、金属還元剤である回収金属の投入量が、熔体の単位重量（１ｔ）に対して０．１５ｋｇ／ｔ以上とされているので、熔体中のマグネタイトを確実に還元でき、マグネタイト量を減少させることができる。また、回収金属の投入量が熔体の単位重量（１ｔ）に対して０．８０ｋｇ／ｔ以下とされているので、炉内に投入された回収金属が、炉本体１２の炉壁部１２Ａや炉底部１２Ｂの耐火物を損耗させるおそれがなく、炉本体１２の寿命延長を図ることができる。このように、マグネタイトが厚く堆積されることが抑制され、かつ、炉壁部１２Ａや炉底部１２Ｂの耐火物の損耗が防止されることから、操業を安定して行うことが可能となる。
【００４４】
さらに、回収金属の砕塊は、粒径を３ｍｍ未満となるように細かく篩分けしてから分離炉１０に投入する構成としているので、回収金属が炉底部１２Ｂの耐火物に直接接触することが抑制され、熔体中に広く分散することになり、熔体中のマグネタイト量を効率的に減少させることができる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態である銅製錬炉の操業方法及び銅製錬炉について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、連続製銅設備の分離炉を対象とするものとして説明したが、これに限定されることはなく、自溶炉等の他の銅製錬炉に適用してもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、金属還元剤として、廃棄物を処理して得られた回収金属の砕塊を使用するものとして説明したが、これに限定されることはなく、フェロシリコン（Ｆｅ−Ｓｉ）等、マグネタイトを還元できるものであればよい。
さらに、回収金属がＦｅ：５０〜９０ｗｔ％を含むものとして説明したが、これに限定されることはなく、回収金属の成分は、マグネタイトを還元するものであれば特に制限はない。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 分離炉（銅製錬炉）
１２ 炉本体
１５ 熔体供給部
２０ 還元剤投入装置（還元剤投入部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅精鉱やスクラップ屑等を酸化製錬して粗銅を製出する際に用いられる銅製錬炉の操業方法及び銅製錬炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
銅精鉱やスクラップ屑等を製錬して粗銅を得る方法としては、例えば特許文献１に示すような自溶炉法や、特許文献２に示すような連続製銅法等が挙げられる。
特許文献１に記載された自溶炉法では、シャフト部にて酸素富化空気内で銅精鉱を酸化溶融し、得られた熔体を下部のセットラーに保持し、このセットラーにてスラグとマットとを分離する。分離されたマットは、転炉へと移送され、この転炉にて、さらに製錬処理されて粗銅が製出されることになる。
【０００３】
また、特許文献２に記載された連続製銅法においては、銅精鉱を溶錬してスラグとマットとを含む熔体を生成する溶錬炉と、溶錬炉から移送された熔体を保持してスラグとマットとを分離する分離炉と、分離炉で分離されたマットを製錬して粗銅を得る製銅炉と、を備えており、これら溶錬炉、分離炉、製銅炉が樋で連結されていて、製錬処理を連続的に行う構成とされている。
【０００４】
ここで、自溶炉のシャフト部や連続製銅設備の溶錬炉においては、銅精鉱の中に含まれるＦｅ成分を酸化させるとともにフラックス中のＳｉＯ２と反応させて、ＦｅＯ―ＳｉＯ２を主成分とするスラグを発生させる。また、銅精鉱に含まれるＣｕ成分は硫化銅の融体であるマットとして凝縮する。
このとき、銅精鉱の中に含まれるＦｅ成分が過剰に酸化されることによって、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）が生成されることが知られている。このマグネタイトは、スラグやマットからなる熔体に比べて融点が高いものである。
【０００５】
前述の自溶炉のセットラーや分離炉においては、熔体を静置させることによって、スラグとマットとをその比重差を利用して分離する構成とされている。よって、セットラーや分離炉では、熔体の流動が抑制されており、熔体の温度が低下しやすい傾向にある。熔体の温度が低下した場合、熔体中のマグネタイトが固相として析出して炉壁部や炉底部に堆積することになる。炉壁部や炉底部にマグネタイトが厚く堆積した場合には、スラグとマットとの分離を安定して行うことができなくなってしまう。
【０００６】
そこで、従来、炉壁部や炉底部にマグネタイトの堆積物が厚く形成された場合には、酸素を流通した鋼管にてランシングを行うことで、鋼管と酸素との反応熱によってマグネタイトの堆積物を溶融して除去していた。
あるいは、ランシングの際に、鉄屑やフェロシリコン（Ｆｅ−Ｓｉ）を投入し、マグネタイトの堆積物に接触させることで、マグネタイトを還元して除去していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−００２９１６号公報
【特許文献２】特開平０４−１８３８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ランシングによってマグネタイトの堆積物を除去する場合、ランシングが過剰となって炉壁部や炉底部の耐火物を損耗させてしまうおそれがあった。炉壁部や炉底部の耐火物が著しく損耗した場合には、操業を停止して炉修を行う必要があった。
また、炉壁部や炉底部の損耗を防止するために、ランシングの頻度を少なくした場合には、マグネタイトの堆積物を十分に除去することができず、やはり、操業を安定して行うことができなくなってしまう。
【０００９】
また、熔体中に溶融状態で存在するマグネタイトについては、ランシング等によって除去することはできないため、熔体中のマグネタイト量を減少させることはできなかった。
ここで、高融点のマグネタイトが熔体中に多く含まれている場合には、スラグの粘性が上昇してしまい、スラグとマットとを効率良く分離することができなくなる。この場合、マットがスラグとともに排出される「スラグロス」が発生することになり、銅製錬の効率が低下してしまう。
【００１０】
さらに、セットラーや分離炉にて分離されたマットを後工程に移送した場合に、マットの温度が低下すると、マット中のマグネタイトが析出してしまい、後工程でトラブルが発生するおそれがあった。
特に、特許文献２に記載した連続製銅法では、分離炉で分離されたマットが樋を介して製銅炉へと移送されるため、この樋の部分でマット（熔体）の温度が低下してマグネタイトが析出し、マットを安定して移送することができなくなってしまうという問題があった。これに対応するために、従来は、樋をバーナー等で加熱してマグネタイトの析出を抑制したり、析出したマグネタイトをジェットランス等を用いて溶解・除去したりしていた。これらの作業は非常に煩雑であって、銅製錬の操業を効率良く行うことができなかった。
【００１１】
本発明は、上述した状況に鑑みてなされたものであって、熔体中のスラグとマットとの分離を効率良く行うことができるとともに、マグネタイトが炉壁部に析出して厚く堆積することを未然に防止することができ、かつ、後工程においてマグネタイトの析出に起因するトラブルを防止することが可能な銅製錬炉の操業方法及び銅製錬炉を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係る銅製錬炉の操業方法は、銅精鉱やスクラップ屑等を酸化製錬して粗銅を製出する際に用いられる銅製錬炉の操業方法であって、前記銅製錬炉内には、前記スラグ及び前記マットを含む熔体が貯留されており、この熔体に対して金属還元剤を投入し、前記熔体内に前記金属還元剤を混在させることにより、前記熔体中のマグネタイト量を制御することを特徴としている。
【００１３】
このような構成とされた銅製錬炉の操業方法においては、銅製錬炉内に貯留された熔体に対して金属還元剤を投入し、この金属還元剤を熔体中に混在させていることから、熔体中に存在するマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）は、金属還元剤によって還元されてＦｅＯとなり、スラグ中に排出されることになる。
よって、熔体中のマグネタイト量が減少することになり、スラグの粘性上昇が抑えられ、スラグとマットとを比重差によって効率良く分離することが可能となる。さらに、マットがスラグとともに排出される「スラグロス」を抑えることができる。
また、炉壁部や炉底部にマグネタイトが厚く堆積されることを未然に防止することができ、安定してマットとスラグとを分離できる。さらに、マット内のマグネタイト量の減少することから、マットが移送される後工程においても、マグネタイトの析出が抑制されることになり、マグネタイトの析出に起因するトラブルの発生を未然に防止することができる。
【００１４】
ここで、前記銅製錬炉には、前記熔体が供給される熔体供給部が設けられており、前記熔体が供給される際に、前記熔体供給部の近傍に発生する乱流領域に対して、前記金属還元剤を投入する構成とされていることが好ましい。
分離炉やセットラーでは、上方にスラグ層が形成され、下方にマット層が形成されることになるため、単に上方から金属還元剤を投入した場合、金属還元剤の比重が軽いとスラグ層のみに添加され、金属還元剤の比重が重いとマット層のみに添加されることになり、熔体全体に金属還元剤を分散させることは困難であった。そこで、熔体が供給されることによって生じる乱流領域に向けて金属還元剤を投入することにより、投入された金属還元剤は、熔体内部において広く分散することになり、熔体内のマグネタイトを効率良く還元することが可能となる。
【００１５】
また、前記金属還元剤が、廃棄物を処理して得られた回収金属であることが好ましい。
市中の廃棄ごみや産業廃棄物等は、例えばロータリーキルン炉等によって燃焼・溶融処理される。このとき、廃棄物に含まれる有価金属等が回収されることになる。この回収金属の成分は、廃棄物の種類によって異なるものの、Ｆｅを含有していることが多い。そこで、この回収金属を熔体中に投入すると、回収金属中のＦｅ成分によってマグネタイトを還元することが可能となる。また、回収金属に含まれるＡｕ、Ａｇ及びＣｕ等の有価金属についても、銅製錬工程によって回収されることになる。
【００１６】
さらに、前記金属還元剤の投入量が、熔体の単位重量に対して０．１５ｋｇ／ｔ以上０．８０ｋｇ／ｔ以下であることが好ましい。
この場合、金属還元剤の投入量が、熔体の単位重量（１ｔ）に対して０．１５ｋｇ／ｔ以上とされているので、熔体中のマグネタイト量を確実に減少させることができる。また、金属還元剤の投入量が、熔体の単位重量（１ｔ）に対して０．８０ｋｇ／ｔ以下とされているので、炉内に投入された金属還元剤が、炉壁部や炉底部の耐火物を損耗させるおそれがなく、銅製錬炉の寿命延長を図ることができる。このように、マグネタイトが厚く堆積されることが抑制され、かつ、炉壁部や炉底部の耐火物の損耗が防止されることから、操業を安定して行うことが可能となる。
【００１７】
本発明に係る銅製錬炉は、銅精鉱やスクラップ屑等を酸化製錬して粗銅を製出する際に用いられる銅製錬炉であって、前記スラグ及び前記マットを含む熔体が貯留される炉本体と、この炉本体内部に対して金属還元剤を投入する還元剤投入部と、を備えていることを特徴としている。
【００１８】
このような構成とされた銅製錬炉によれば、前記スラグ及び前記マットを含む熔体が貯留される炉本体と、この炉本体内部に対して金属還元剤を投入する還元剤投入部と、を備えているので、熔体内に金属還元剤を投入することで、熔体中のマグネタイトを還元することができる。よって、熔体中のマグネタイト量が減少することになり、マグネタイトに起因するトラブルを未然に防止することができる。
【００１９】
ここで、前記炉本体には、前記熔体が供給される熔体供給部が設けられており、前記還元剤投入部は、前記熔体が供給される際に前記熔体供給部の近傍に発生する乱流領域に対して、金属還元剤を投入するように構成されていることが好ましい。
この場合、熔体が供給されることによって生じる乱流領域に向けて金属還元剤を投入することができ、投入された金属還元剤を熔体内部において広く分散させて、熔体内のマグネタイトを効率良く還元することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
このように、本発明によれば、熔体中のスラグとマットとの分離を効率良く行うことができるとともに、マグネタイトが炉壁部に析出して厚く堆積することを未然に防止することができ、かつ、後工程においてマグネタイトの析出に起因するトラブルを防止することが可能な銅製錬炉の操業方法及び銅製錬炉を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態である銅製錬炉の操業方法の対象となる分離炉を備えた連続製銅設備の概略説明図である。
【図２】図１に示す連続製銅設備に備えられた分離炉及び製銅炉の概略説明図である。
【図３】図１に示す連続製銅設備に備えられた分離炉の側面説明図である。
【図４】図４に示す分離炉の部分拡大説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の一実施形態である銅製錬炉の操業方法及び銅製錬炉について、添付した図面を参照して説明する。
本実施形態である銅製錬炉の操業方法の対象となる銅製錬炉は、例えば図１に示すような連続製銅設備において使用される分離炉である。
【００２３】
この連続製銅設備１は、原料である銅精鉱を酸化溶融してマットＭとスラグＳとを有する熔体を生成する溶錬炉２と、この溶錬炉２で生成されたマットＭとスラグＳとを分離する分離炉１０と、この分離炉１０で分離されたマットＭをさらに酸化して粗銅ＣとスラグＳとを生成する製銅炉４と、この製銅炉４で生成された粗銅Ｃを精製して、より品位の高い銅を生成する精製炉５とを有する。これら溶錬炉２、分離炉１０、製銅炉４、精製炉５は、樋６Ａ、６Ｂ、６Ｃでそれぞれ連結されており、熔体が重力の作用によって溶錬炉２、分離炉１０、製銅炉４、精製炉５の順に移動させられるように、この順に高低差をつけて設けられている。
【００２４】
溶錬炉２は、銅精鉱を、酸素富化空気等の酸化ガス及びフラックス等とともに炉内に供給するためランス７を複数備えている。このランス７は、溶錬炉２の天井部を挿通して昇降自在に設けられている。また、溶錬炉２には、炉内から発生するガスを排出するための排出口が炉の天井部に設けられており、この排出口に、排ガスの廃熱を回収する廃熱ボイラー９が接続されている。
【００２５】
分離炉１０は、溶錬炉２から送り込まれた熔体中のマットＭとスラグＳとを比重差を利用して分離するものであって、比重の大きいマットＭの層の上に比重の小さいスラグＳの層が形成されるようになっている。この分離炉１０には、複数の電極１１が下端をスラグ中に浸漬させた状態にして挿通されている。分離炉１０では、これら電極１１にトランスから三相交流を入力してジュール熱を発生させることで熔体の保温を行っている。
【００２６】
製銅炉４は、冷材や石灰石を、酸素富化空気等の酸化ガス等とともに炉内に供給するためのランス８を複数備えている。このランス８は、製銅炉４の天井部を挿通して昇降自在に設けられている。また、製銅炉４には、炉内から発生するガスを排出するための排出口が炉の天井部に設けられており、この排出口に、排ガスの廃熱を回収する廃熱ボイラー９が接続されている。
【００２７】
この連続製銅設備１で銅を製錬するには、乾燥した銅精鉱とフラックス（硅砂、石灰等）とを酸素富化空気と共に溶錬炉２の熔体中にランス７で吹き込む。溶錬炉２では、原料の溶解と酸化反応が進行し、主成分が硫化銅及び硫化鉄の混合物からなるマットＭと、銅精鉱中の脈石、溶剤、酸化鉄等からなるスラグＳが生成される。
【００２８】
ここで、溶錬炉２では、銅精鉱の中に含まれるＦｅ成分を酸化させるとともにフラックス中のＳｉＯ２と反応させて、ＦｅＯ―ＳｉＯ２を主成分とするスラグＳを発生させている。このとき、銅精鉱の中に含まれるＦｅ成分が過剰に酸化されることによって、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）が生成する。このように、溶錬炉２で生成される熔体（スラグＳ及びマットＭ）には、マグネタイトが含有されることになる。このマグネタイトは、スラグＳやマットＭからなる熔体に比べて融点が高いため、熔体の温度が低下した場合には、固相として析出する。
【００２９】
このマットＭとスラグＳとを有する熔体は、樋６Ａにより分離炉１０に送られ、ここで比重差により下層のマットＭと上層のスラグＳとに分離される。
分離炉１０において分離されたスラグＳは、別途回収されることになる。また、溶錬炉２等で生成したＳＯ２ガス等の含硫ガスは、図示しない硫酸工場へと移送され、硫酸又は石膏（ＣａＳ０４）として回収される。
【００３０】
一方、分離炉１０で分離されたマットＭは、樋６Ｂを介して製銅炉４に送られる。製銅炉４では、ランス８を用いてさらに空気とともにフラックスを吹き込んでマットＭ中の硫黄と鉄分を酸化し、純度９８．５％以上の粗銅Ｃを得る。製銅炉４において連続的に生成された粗銅Ｃは、樋６Ｃを介して精製炉５に移送される。そして、精製炉５において粗銅Ｃを精製して、より品位の高い銅を生成する。
【００３１】
なお、このプロセスにおいて、製銅炉４における酸化の工程では、銅の一部も酸化してスラグＳａの中に取り込まれてしまう。つまり、製銅炉スラグＳａには酸化鉄とともにかなりの量の酸化銅（１４〜１６％）が含まれる。このため、通常のプロセスでは、製銅炉スラグＳａを水砕により固体粉末化し、乾燥後、溶錬炉２に回送して、原料鉱石と共に再び溶解させて銅の回収を図っている。
【００３２】
次に、分離炉１０について、図２から図４を参照して説明する。この分離炉１０は、図２に示すように、熔体を貯留する炉本体１２と、溶錬炉２と分離炉１０との間に設けられた樋６Ａの一端が接続されて溶錬炉１０で生成された熔体が供給される熔体供給部１５と、炉本体１２の下方に位置するマットＭを溢流させるサイフォン１６と、マットＭの上層に位置するスラグＳを排出するスラグ排出口１７と、を備えている。サイフォン１６には、樋６Ｂの一端が接続されており、この樋６Ｂの他端が製銅炉４に接続されている。
【００３３】
また、この分離炉１０には、図３に示すように、炉本体１２の上方に配置され、炉本体１２に向けて金属還元剤を投入する還元剤投入装置２０が設けられている。
この還元材投入装置２０は、炉本体１２内部に挿通された投入管２４と、金属還元剤が貯留されるホッパー部２１と、このホッパー部２１から投入管２４へと金属還元剤を移送するベルトフィーダ２２と、を備えている。
投入管２４は、図３及び図４に示すように、炉本体１２において熔体供給部１５の近傍に配設されており、熔体供給部１５から熔体が供給されることによって生じる乱流領域Ｄに対して、金属還元剤を投入するように構成されている。
【００３４】
この分離炉１０では、溶錬炉２から供給される熔体を炉本体１２に貯留し、比重差を利用してスラグＳとマットＭとに分離する。このとき、分離炉１０では、電極１１に三相交流を入力してジュール熱を発生させることで熔体の保温を行っていることから、熔体が流動することなく、スラグＳとマットＭとの分離が促進されるように構成されている。
【００３５】
そして、分離炉１０には、還元材投入装置２０を用いて金属還元剤が連続的に投入される。ここで、本実施形態では、金属還元剤として、廃棄物を処理して得られた回収金属の砕塊を用いている。また、金属還元剤である回収金属の砕塊の投入量は、熔体の単位重量（１ｔ）に対して、０．１５ｋｇ／ｔ以上０．８０ｋｇ／ｔ以下となるように調整されている。
【００３６】
なお、金属還元剤として使用される回収金属の砕塊は、市中の廃棄ごみ、産業廃棄物である自動車のシュレッダーダストや、廃家電品、プリント基板等を、例えばロータリーキルン炉等によって燃焼・溶融処理することによって得られるものである。ロータリーキルン炉に投入された廃棄物は、可燃物が燃焼されてガス化されるとともに、金属成分を含む不燃物が溶融されて溶融スラグとなる。この溶融スラグを水砕し、篩い分けなどの選別を行うことで、金属の砕塊が回収されるのである。このようにして得られた回収金属の砕塊には、Ｆｅ、Ａｕ、Ａｇ及びＣｕといった有価金属が含まれることになる。
【００３７】
この回収金属の成分は、処理される廃棄物の種類によって異なるものの、Ｆｅを多く含むことになるので、回収金属の砕塊をマグネタイトの還元剤として用いることが可能である。なお、本実施形態において使用する回収金属は、Ｆｅ：５０〜９０ｗｔ％を含むものとされている。また、回収金属の砕塊は、粒径を３ｍｍ未満となるように細かく篩分けしてから分離炉１０に投入している。
【００３８】
このような構成とされた本実施形態である銅製錬炉（分離炉１０）の操業方法及び銅製錬炉（分離炉１０）においては、分離炉１０の炉本体１２内に貯留された熔体に対して、金属還元剤である回収金属の砕塊を投入し、この回収金属を熔体中に混在させているので、熔体中に存在するマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）を回収金属によって還元してＦｅＯとし、スラグ中に排出させることが可能となる。
【００３９】
このように熔体中のマグネタイト量が減少することから、スラグＳの粘性上昇が抑えられ、スラグＳとマットＭとを比重差によって効率良く分離することが可能となる。さらに、マットＭがスラグＳとともに流出するスラグロスを抑えることができ、銅製錬を効率良く行うことができる。
また、熔体中のマグネタイト量が少ないことから、炉本体１２内で熔体を静置させることで熔体の温度が低下したとしても、炉本体１２の炉壁部１２Ａや炉底部１２Ｂにマグネタイトが厚く堆積されることがない。よって、ランシングによってマグネタイトの堆積物を除去する頻度を大幅に削減することができ、炉本体１２の耐火物を損耗させてしまうおそれがなく、炉本体１２の寿命延長を図ることができる。
【００４０】
さらに、分離炉１０において分離されたマットＭ中のマグネタイト量も減少することになり、分離炉１０の後工程である樋６Ｂや製銅炉４においても、マグネタイトの析出が抑制されることになる。よって、樋６Ｂをバーナーで加熱しておく必要がなく、かつ、析出したマグネタイトを除去するためにジェットランス等を使用する必要がない。これにより、安定した操業を行うことができる。
【００４１】
また、金属還元剤である回収金属は、熔体供給部１５を介して熔体が供給されることによって生じる乱流領域Ｄに対して投入されるので、投入された回収金属は、熔体内部において広く分散することになり、熔体内のマグネタイトを効率良く還元することが可能となる。すなわち、溶錬炉２から移送されてくる熔体の流れを利用して、回収金属を炉本体１２の全体にわたって分散させているのである。
【００４２】
さらに、本実施形態では、金属還元剤として使用される回収金属の砕塊を、市中の廃棄ごみ、産業廃棄物である自動車のシュレッダーダストや、廃家電品、プリント基板等を、例えばロータリーキルン炉等によって燃焼・溶融処理することによって得られたものとしている。この回収金属の砕塊には、Ｆｅ、Ａｕ、Ａｇ及びＣｕといった有価金属が含まれていることから、連続製銅設備を利用することによって、廃棄物から有価金属を回収することが可能となる。
また、本実施形態において使用する回収金属は、Ｆｅ：５０〜９０ｗｔ％を含むものとされているので、このＦｅ成分によって熔体中のマグネタイトを還元することができる。
【００４３】
また、金属還元剤である回収金属の投入量が、熔体の単位重量（１ｔ）に対して０．１５ｋｇ／ｔ以上とされているので、熔体中のマグネタイトを確実に還元でき、マグネタイト量を減少させることができる。また、回収金属の投入量が熔体の単位重量（１ｔ）に対して０．８０ｋｇ／ｔ以下とされているので、炉内に投入された回収金属が、炉本体１２の炉壁部１２Ａや炉底部１２Ｂの耐火物を損耗させるおそれがなく、炉本体１２の寿命延長を図ることができる。このように、マグネタイトが厚く堆積されることが抑制され、かつ、炉壁部１２Ａや炉底部１２Ｂの耐火物の損耗が防止されることから、操業を安定して行うことが可能となる。
【００４４】
さらに、回収金属の砕塊は、粒径を３ｍｍ未満となるように細かく篩分けしてから分離炉１０に投入する構成としているので、回収金属が炉底部１２Ｂの耐火物に直接接触することが抑制され、熔体中に広く分散することになり、熔体中のマグネタイト量を効率的に減少させることができる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態である銅製錬炉の操業方法及び銅製錬炉について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、連続製銅設備の分離炉を対象とするものとして説明したが、これに限定されることはなく、自溶炉等の他の銅製錬炉に適用してもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、金属還元剤として、廃棄物を処理して得られた回収金属の砕塊を使用するものとして説明したが、これに限定されることはなく、フェロシリコン（Ｆｅ−Ｓｉ）等、マグネタイトを還元できるものであればよい。
さらに、回収金属がＦｅ：５０〜９０ｗｔ％を含むものとして説明したが、これに限定されることはなく、回収金属の成分は、マグネタイトを還元するものであれば特に制限はない。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 分離炉（銅製錬炉）
１２ 炉本体
１５ 熔体供給部
２０ 還元剤投入装置（還元剤投入部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅精鉱やスクラップ屑等を酸化製錬して粗銅を製出する際に用いられる銅製錬炉の操業方法であって、
前記銅製錬炉内には、前記スラグ及び前記マットを含む熔体が貯留されており、この熔体に対して金属還元剤を投入し、前記熔体内に前記金属還元剤を混在させることにより、前記熔体中のマグネタイト量を制御することを特徴とする銅製錬炉の操業方法。
【請求項２】
前記銅製錬炉には、前記熔体が供給される熔体供給部が設けられており、前記熔体が供給される際に、前記熔体供給部の近傍に発生する乱流領域に対して、前記金属還元剤を投入することを特徴とする請求項１に記載の銅製錬炉の操業方法。
【請求項３】
前記金属還元剤が、廃棄物を処理して得られた回収金属であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の銅製錬炉の操業方法。
【請求項４】
前記金属還元剤の投入量が、熔体の単位重量に対して、０．１５ｋｇ／ｔ以上０．８０ｋｇ／ｔ以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の銅製錬炉の操業方法。
【請求項５】
銅精鉱やスクラップ屑等を酸化製錬して粗銅を製出する際に用いられる銅製錬炉であって、
前記スラグ及び前記マットを含む熔体が貯留される炉本体と、この炉本体内部に対して金属還元剤を投入する還元剤投入部と、を備えていることを特徴とする銅製錬炉。
【請求項６】
前記炉本体には、前記熔体が供給される熔体供給部が設けられており、前記還元剤投入部は、前記熔体が供給される際に前記熔体供給部の近傍に発生する乱流領域に対して、金属還元剤を投入するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の銅製錬炉。
【請求項１】
銅精鉱やスクラップ屑等を酸化製錬して粗銅を製出する際に用いられる銅製錬炉の操業方法であって、
前記銅製錬炉内には、前記スラグ及び前記マットを含む熔体が貯留されており、この熔体に対して金属還元剤を投入し、前記熔体内に前記金属還元剤を混在させることにより、前記熔体中のマグネタイト量を制御することを特徴とする銅製錬炉の操業方法。
【請求項２】
前記銅製錬炉には、前記熔体が供給される熔体供給部が設けられており、前記熔体が供給される際に、前記熔体供給部の近傍に発生する乱流領域に対して、前記金属還元剤を投入することを特徴とする請求項１に記載の銅製錬炉の操業方法。
【請求項３】
前記金属還元剤が、廃棄物を処理して得られた回収金属であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の銅製錬炉の操業方法。
【請求項４】
前記金属還元剤の投入量が、熔体の単位重量に対して、０．１５ｋｇ／ｔ以上０．８０ｋｇ／ｔ以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の銅製錬炉の操業方法。
【請求項５】
銅精鉱やスクラップ屑等を酸化製錬して粗銅を製出する際に用いられる銅製錬炉であって、
前記スラグ及び前記マットを含む熔体が貯留される炉本体と、この炉本体内部に対して金属還元剤を投入する還元剤投入部と、を備えていることを特徴とする銅製錬炉。
【請求項６】
前記炉本体には、前記熔体が供給される熔体供給部が設けられており、前記還元剤投入部は、前記熔体が供給される際に前記熔体供給部の近傍に発生する乱流領域に対して、金属還元剤を投入するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の銅製錬炉。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１７４１５０（Ｐ２０１１−１７４１５０Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４００９３（Ｐ２０１０−４００９３）
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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