JP5335845B2 - Apparatus for recovering copper contained in exhaust gas dust and method for recovering copper contained in exhaust gas dust - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to a method for recovering copper contained in dust in exhaust gas in a smelting process.
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。
In the nonferrous metal smelting process, the metal powder being smelted is mixed with dust in the exhaust gas discharged from the converter. For example, smelting dust discharged by copper smelting contains 5 to 25% by weight of copper. This dust is leached with acid, neutralized or sulfided, etc., and copper is separated and recovered from impurities such as lead and bismuth, sent to the smelting process, and copper smelting is repeated again. In addition, copper that cannot be sufficiently separated by the above-described treatments such as acid leaching, neutralization, and sulfidation causes sedimentation due to gravity as in the wet classification method for metal and metal compound powders and granules shown in
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。 By the way, when the copper content rate in smelting dust is high, the copper content rate in the impurity residue which has lead and bismuth as a main component will increase, and the copper collection rate will be reduced. As a method for separating and recovering copper in the dust treatment step, dissolution with dilute sulfuric acid and the above-described wet classification were performed, but about 20% of the amount of copper is mixed into undissolved residue mainly composed of lead and bismuth. Regarding dissolution with dilute sulfuric acid, it is possible to further increase the amount of copper recovered by selecting each condition such as dilute sulfuric acid concentration, temperature, time, etc., but increase the chemical cost and make the equipment large-scale There is a need. In addition, when we try to increase the copper recovery rate, wet classifiers also increase impurities such as lead and bismuth that accompany copper, increasing the amount of repetitive lead and bismuth refining processes, which increases processing costs. To do.
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。 Then, this invention makes it a subject to collect | recover copper efficiently from waste gas dust in the recovery apparatus of the copper contained in waste gas dust.
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。
The apparatus for recovering copper contained in the exhaust gas dust of the present invention that solves such problems reduces the flow rate of the gas discharged from the copper smelting converter, and downstream of the dust containing copper sulfide contained in the gas. It is characterized in that the amount recovered in the process is reduced. By reducing the flow rate of the gas discharged from the converter, copper sulfide or metal copper having a large particle size contained in the gas can be dropped and easily separated from the exhaust gas, and recovered efficiently.
Here, the particle size of the dust contained in the gas discharged from the copper smelting converter is 10 μm or more and 250 μm, as described in JP 2007-231333 A. The particle size of impurities other than the copper compound composed of lead sulfate or the like is set to 10 μm or less, and the present invention utilizes this particle size difference to recover copper sulfide or metal copper.
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。 In the above-described recovery apparatus for copper contained in the exhaust gas dust, a horizontal flue through which the gas discharged from the converter flows in a horizontal direction, and one end connected to the ceiling portion of the horizontal flue so that the exhaust gas flows. And a flow rate of the gas flowing through the rising flue is reduced. By reducing the flow velocity of the gas flowing into the rising flue, dust having a large particle size contained in the gas falls into the horizontal flue. Thereby, dust having a large particle size can be easily separated from the exhaust gas, and the metal can be efficiently recovered. Dust remaining in the gas is recovered by an electrostatic precipitator in a downstream process, but the process required to recover the copper component from the dust is reduced, leading to a reduction in processing costs.
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。 In the copper recovery device contained in the exhaust gas dust, the flow rate of the gas flowing into the rising flue can be reduced so that copper sulfide falls in the horizontal flue.
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。 In the copper recovery device contained in the exhaust gas dust, the flow area of the rising flue can be increased. Further, the number of passages of the rising flue can be increased. By setting it as such a structure, since the flow velocity of the gas which flows through the said rising flue falls, dust with a big particle size can be collect | recovered.
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。
Furthermore, considering the flow rate of the gas from which the copper sulfide falls, the flow rate of the gas flowing through the rising flue can be 3 to 8 m / s in the copper recovery device contained in the exhaust gas dust.
Here, the particle size of copper sulfide is widely distributed in a range of 10 to 100 μm, and the existing ratio of copper sulfide and metal copper is about 9: 1, which is larger in copper sulfide. Based on the specific gravity of copper sulfide of 5.6 and the specific gravity of metal copper of 8.96, the gas flow rate is studied based on copper sulfide. When the gas flow rate is 8 m / s, copper sulfide of about 70 μm or more is Considering that metal copper can be dropped into the flue and has a higher specific gravity than copper sulfide, it can be determined that most of the metal copper can be recovered. When the gas flow rate is 3 m / s, most of the copper sulfide of 10 μm or more is expected to be recovered, and dust other than copper compounds such as lead sulfate having a particle size of about several μm (10 μm or less) is flue. Since it is more sucked and does not fall into the horizontal flue, the copper component can be efficiently separated and recovered from the horizontal flue.
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。 In the copper recovery device contained in the exhaust gas dust, copper sulfide or metal copper having a large particle size can be separated from the exhaust gas dust, thereby improving the copper recovery rate. Among the copper compounds generated in the copper converter, copper sulfide having a large particle size falls into the horizontal flue, so that the copper sulfide can be easily separated from the exhaust gas and copper can be efficiently recovered. Since the proportion of copper sulfide in the exhaust gas is large, by collecting this in the horizontal flue, the processing cost can be reduced in the step of recovering the copper component from the remaining residue.
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。 Furthermore, in the copper recovery device contained in the exhaust gas dust, a dust recovery device can be installed at the bottom of the horizontal flue. With such a configuration, the copper sulfide contained in the dust accumulated at the bottom of the horizontal flue can be easily recovered.
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。 Further, the method for recovering copper contained in the exhaust gas dust of the present invention reduces the flow rate of the gas discharged from the copper smelting converter, and downstream of the dust containing copper sulfide or metal copper contained in the gas. It is characterized in that the amount recovered in the process is reduced.
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。 The method for recovering copper contained in the exhaust gas dust includes the first step of flowing the gas discharged from the converter in the horizontal direction, starting the exhaust gas, reducing the flow rate of the exhaust gas, And a second step of dropping the contained copper sulfide or metal copper.
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。 In the method for recovering copper contained in the exhaust gas dust, copper sulfide or metal copper having a large particle size can be dropped in the second step.
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。 In the above method for recovering copper contained in the exhaust gas dust, the flow rate of the exhaust gas raised in the second step can be set to 3 to 8 m / s.
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。 In the above method for recovering copper contained in the exhaust gas dust, in the second step, the flow area of the exhaust gas can be enlarged to reduce the flow rate of the exhaust gas.
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。 In the method for recovering copper contained in the exhaust gas dust, the number of passages through which the exhaust gas flows can be increased in the second step, and the flow rate of the exhaust gas can be decreased.
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。 In the above method for recovering copper contained in exhaust gas dust, copper sulfide or metal copper having a large particle size can be separated from exhaust gas dust to improve the copper recovery rate.
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。 The method for recovering copper contained in the exhaust gas dust can be a method including a third step of recovering the dust separated in the second step.
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。 The apparatus for recovering copper contained in the exhaust gas dust of the present invention (1) can easily separate and recover copper sulfide having a large particle size from the exhaust gas dust by dropping it. (2) The copper sulfide recovered in this way can go through the smelting process again. (3) By separating the copper sulfide from the exhaust gas in this way, the processing cost for separating the copper sulfide in the subsequent exhaust gas processing step can be reduced.
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。 Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
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。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a copper recovery device (hereinafter simply referred to as “recovery device”) 1 contained in exhaust gas dust of the first embodiment. FIG. 2 is an explanatory view showing a cross section taken along line AA of FIG. The
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。
The
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。
The
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。
One end of the rising
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。
The rising
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。
By the way, the dust in the exhaust gas of the copper smelting converter contains copper sulfide Cu 2 S, a copper compound of copper sulfate CuSO 4 , and metal copper. A part of these copper compounds falls into the
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。 In the present embodiment, the total cross-sectional area of the second flue is set larger than the cross-sectional area of the first flue. Thereby, the gas flow rate in the 2nd flue can be made lower than the gas flow rate in the 1st flue. In this case, when particles such as copper sulfide and metal copper contained in the exhaust gas flowing through the first flue flow into the second flue, they can be dropped into the first flue. Thereby, copper can be efficiently recovered.
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。 In this embodiment, the horizontal flue and the rising flue are used, but the present invention is not limited to this. For example, in a flue comprising a first flue through which exhaust gas discharged from a copper smelting converter flows and a second flue connected downstream of the first flue, the gas flow rate in the second flue By lowering than the gas flow rate in the first flue, copper sulfide, metal copper, etc. can be dropped in the first flue. Therefore, the first flue and the second flue may extend in the same direction.
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。 However, the second flue is preferably connected to the ceiling portion of the first flue and is inclined vertically upward from the extending direction of the second flue. This is because copper sulfide, metal copper and the like flowing into the second flue can be efficiently dropped into the first flue. It is preferable that the second flue extends vertically upward. This is because copper sulfide, metal copper, and the like flowing into the second flue can be dropped more efficiently into the first flue. In addition, the 1st flue may not extend horizontally and may incline from the horizontal direction.
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。 Moreover, it is preferable that one or more second flues are provided, and the total cross-sectional area of the one or more second flues is larger than the cross-sectional area of the first flues. This is because the gas flow rate in the second flue can be made smaller than the gas flow rate in the first flue. The total cross-sectional area of the second flue provided is preferably 1.7 times or more of the cross-sectional area of the first flue, more preferably 2 times or more, and 2.5 times or more. More preferably. This is because the gas flow rate in the second flue can be further reduced. The cross-sectional area of each second flue is preferably larger than the cross-sectional area of the first flue. This is because the gas flow velocity in each second flue can be made smaller than the gas flow velocity in the first flue.
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。
FIG. 3 shows a copper recovery device (hereinafter simply referred to as “comparative recovery device”) 100 contained in the exhaust gas dust of the second embodiment. Next, the
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。 Also in the present embodiment, the total cross-sectional area of the second flue is set larger than the cross-sectional area of the first flue. Thereby, the gas flow rate in the 2nd flue can be made lower than the gas flow rate in the 1st flue. As a result, when particles such as copper sulfide and metal copper contained in the exhaust gas flowing through the first flue flow into the second flue, they can be dropped into the first flue. Thereby, copper can be efficiently recovered.
(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。
Next, a comparison between the
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。
In the
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。
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。
From this result, the following points can be explained.
(1) As a result of measuring the flow rate of exhaust gas by selecting a furnace for making steel and a furnace for making copper, there was almost no deviation due to the combination of operating furnaces.
(2) Since the rising
(3) The average collected particle size was close to the estimated value (63.6 μm). Therefore, as estimated, dust having a large particle size was collected in the
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。 Next, the particle size of the dust collected in the rising flue will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the particle size distribution of the dust in the exhaust gas flowing into the flue in the first and second embodiments. The solid line in FIG. 4 shows the particle size distribution of Example 1, and the broken line shows the particle distribution of Example 2. FIG. 5 is an explanatory view showing the particle size distribution of the residue obtained by leaching the dust collected by the electrostatic precipitator with dilute sulfuric acid in a beaker. This residue has a sulfuric acid concentration of 15 g / L after leaching. The slurry concentration was adjusted to 250 g / L, filtered after 3 hours of stirring and leaching.
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。
As shown in FIG. 4, the particle size distribution of the dust in the exhaust gas of Example 1 has a peak at a particle size of 1.0 to 2.0 μm, and the presence frequency of dust of 10 μm or more is 1% or less, and the particle size is 70 μm. The presence frequency of the above dust is almost 0%. Since the flow velocity in the rising flue is reduced to about 2/3 compared to Example 2, the presence frequency of dust of 10 μm or more is extremely low, and dust having a particle size of 70 μm or more is horizontal without being sucked into the rising flue. It turns out that it has fallen into the
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。 According to the particle size distribution of the residue after leaching dilute sulfuric acid of dust shown in FIG. 5, particles having a particle size of 50 μm or more can be seen despite leaching dust composed of particles of 50 μm or less. This is presumably because fine particles with a large particle size were dissolved by leaching with dilute sulfuric acid, and the existence ratio of large particles was increased.
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。
(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。 (1) Regarding the chemical analysis result of the dust passing through the rising flue, the Cu quality, which was 19.8% in Example 2, was 18.6% in Example 1. Cu in the dust passing through the rising flue is reduced by 1.2% in terms of Cu quality compared to Example 2, and by 6.1% in terms of weight.
(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。 (2) Regarding the result of chemical analysis of the residue after acid leaching with a beaker, the quality of Cu in Example 1 was reduced by 3.1% compared to Example 2, and reduced by 14.4% in terms of weight. become. In an actual actual machine, the lead soot after leaching with dilute sulfuric acid is further passed through a wet classifier, and the Cu quality is lower than the analytical value obtained here.
(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。 (3) About the chemical analysis result of the lead soot before sending it to the lead recovery process, Example 1 has a Cu quality of 4.5% compared to Example 2, and Cu 2 S-derived Cu is 27.3% in terms of weight. This corresponds to the reduction.
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。 From the particle size distribution and the chemical analysis results described above, in Example 1 where the rising flue is increased, the dust having a large particle size in the exhaust gas flowing into the rising flue is reduced, so that dust, leaching residue of dust, lead soot Among the chemical analysis values, the value of Cu decreased.
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。
Next, the ratio of Cu compound in the dust was calculated by calculating the leaching rate of Cu. Cu compounds in the dust are Cu 2 S and CuSO 4 , Cu 2 S is hardly soluble, and CuSO 4 is soluble, so that the leaching Cu can be considered to be derived from CuSO 4 . That is, the leaching rate indicates the proportion of Cu Cu derived from CuSO 4 in the recovered copper Cu. Here, in both Example 1 and Example 2, 250 g of dust was dissolved in 625 mL of 40 g / L sulfuric acid (the sulfuric acid concentration in the solution after leaching was 15 g / L, the slurry concentration was 250 g / L), and the amount of Cu before and after leaching was determined. Thus, in Example 2, the Cu leaching rate was 39.2%, and in Example 1, the Cu leaching rate was 49.5%. Therefore, it was found that the ratio of Cu 2 S in Example 1 was lower than that in Example 2. This is because Cu 2 S or metal copper, which is heavier than CuSO 4 and has a larger particle diameter, falls into the
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。
As described above, in the
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。
In the present invention, the channel area of the rising flue can also be expanded. FIG. 6 is an explanatory view of a copper recovery device (hereinafter simply referred to as “recovery device”) 10 contained in the exhaust gas dust of another configuration of the present invention. The
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。
Also in this
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。 The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited thereto. Various modifications of these embodiments are within the scope of the present invention. It is apparent from the above description that various other embodiments are possible within the scope.
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。 For example, a mechanism may be provided in which a fan or a propeller is installed to reduce the flow rate of exhaust gas flowing into the rising flue. Moreover, a present Example can be employ | adopted about the metal collect | recovered by the same operation method, without being limited to a copper converter.
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
1 Recovery device of copper contained in
Claims (18)
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。 In a flue comprising a first flue through which exhaust gas discharged from a copper smelting converter flows, and a second flue connected downstream of the first flue,
A method for recovering copper, characterized in that the gas flow rate in the second flue is lowered than the gas flow rate in the first flue.
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。 A first flue through which exhaust gas discharged from a copper smelting converter flows,
One or more second flues connected to the ceiling of the first flues and inclined vertically upward from the extending direction of the first flues,
The copper recovery apparatus, wherein a total cross-sectional area of the one or more second flues is larger than a cross-sectional area of the first flues.
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。 The flues from the plurality of converters are respectively connected at different connection points of the first flues,
The said 2nd flue is connected between these connection locations in the said 1st flue, The copper collection | recovery apparatus of Claim 12 characterized by the above-mentioned.
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