JPH04224639A - 特に銅を除去する鉛の精製方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、広義には鉛の精製方法
に関する。より具体的には、鉛から銅その他の不純物を
迅速に除去する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】仏国特許出願公開公報Ｎｏ．　２，５５
９，１６１　は、鉛溶鉱炉から得られるような銀含有粗
鉛（ａｒｇｅｎｔｉｆｅｒｏｕｓ　ｌｅａｄ）から、特
に銅を除去する精製方法を教えている。本発明は、鉛−
亜鉛鉱から乾式冶金法により得られる種類の銀含有粗鉛
から銅を除去するための新規な方法に関する。「ＩＳＰ
法（Ｉｍｐｅｒｉａｌ　ＳｍｅｌｔｉｎｇＰｒｏｃｅｓ
ｓ）」と一般に呼ばれているこの周知の処理方法は、１
２００℃程度の温度の液状の粗鉛を生じ、これは、硫黄
をほとんど含有せず、銅、スズ、アンチモンおよびヒ素
を極めて多量に含有することを本質的な特徴とする。

【０００３】従来は、この種の粗鉛から特に銅を除去し
て精製するには、この液状粗鉛の冷却過程において、銅
およびその他の不純物を多く含む相の鉛に対する密度の
差により分離が起こり、不純物を多く含む相が上に浮き
上がってドロスを形成するので、これをスキミングなど
により回収する。実際には、鉛を撹拌機により激しく撹
拌し、浮き上がってきたドロスをその都度すくいとるこ
とによりスキミングする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来は、この作業は４
００〜５００℃の範囲内の温度で行っており、この温度
を採用するのは、この程度の温度の液状粗鉛が、設備（
ポンプ、配管、撹拌機など）を特別に設計しなくても搬
送、撹拌等が可能であるからと説明されてきた。この公
知の手法は、達成される分離の品質に関して比較的満足
できるものであるが、一方でこの手法では極めて長い処
理時間を要するという重大な欠点がある。処理釜の容量
が７０トン以上、銅含有量が２％以上の場合を例にとる
と、通常は約１０時間もの処理時間を要する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、銅の除去
処理の時間を、銅と鉛とのデミキシング（分離）の効率
を著しく犠牲にせずに相当に短縮することができること
を見出した。本発明者らはまた、精製すべき粗鉛の組成
と温度条件との関係を調べることにより、銅のみならず
、スズ、アンチモンおよびヒ素といった不純物元素を極
めて良好に分離・除去することができることも見出した
。ここに、本発明は、鉛／亜鉛混合鉱の乾式冶金処理に
より得られる、不純物として銅の他にスズ、アンチモン
およびヒ素よりなる群から選ばれた少なくとも１種の元
素を含有する溶融粗鉛の精製方法に関するものであって
、その特徴とするところは、銅の量とスズ、アンチモン
およびヒ素の合計量との比率が既知であって約１０〜１
の範囲内である粗鉛を使用し、この粗鉛を、約９００℃
〜６００℃の範囲内の所定温度に急冷し、この所定温度
は、鉛に富む相と不純物に富む相との分離を生じ、かつ
急冷中に生成した不純物に富む相における前記比率が本
質的に一定に保たれるように選定し、粗鉛をこの所定温
度またはこれに近い温度に、約３〜６０分の範囲内で、
かつ分離を完結させて不純物を実質的割合で含有してい
ない鉛相と不純物に富む浮上相とを得るのに十分な時間
保持し、不純物に富む相を除去する、という工程からな
ることである。

【０００６】好ましくは前記の比率は約３に等しく、分
離温度は８００℃程度であり、この温度またはその付近
に保持する時間は５〜１０分程度である。粗鉛を乾式冶
金処理が終了した時点での温度から約８００℃に急冷し
た後、約８００℃から約７００℃に非常に緩慢に冷却す
ることが有利である。また、本発明の方法は、不純物に
富む相を、除去のために４００℃程度の温度に冷却し、
乾燥する工程をさらに包含することが好ましい。本発明
の特徴、目的および利点は、以下の添付図面を参照した
詳細な説明からより明らかとなろう。以下の説明は本発
明の例示のためであって、本発明を制限するものではな
い。

【０００７】

【作用】上述したように、本発明は、典型的には従来よ
り高温度の９００℃〜６００℃の範囲内で、精製すべき
鉛中の銅の量とスズ、アンチモンおよびヒ素の合計量と
の間に存在する量的関係に依存して選定した温度で撹拌
作業を行うことにより、銅のみならず、鉛に付随する上
記の他の不純物の実質的部分をも、非常にすばやく分離
することができるという知見に基づくものである。

【０００８】この高温での処理を効率的に達成するため
には、原料の粗鉛の組成が、選定した温度でＰｂ−Ｃｕ
−（Ｓｎ＋Ｓｂ＋Ａｓ）溶解領域内に位置するように、
温度をこの組成に応じて選定しなければならない。より
詳しく説明すると、本発明は、図１に示すような理論的
な３元系状態図を出発点として採用する。この状態図は
、既知のＰｂ−Ｃｕ−Ｓｎ、Ｐｂ−Ｃｕ−ＡｓおよびＰ
ｂ−Ｃｕ−Ｓｂの３元系状態図から導かれたものであり
、これらの既知の３元系状態図の間に著しい類似性があ
るので、生成物の実際の挙動のよい例示となると理論的
に考えられるものである。

【０００９】即ち、約６００〜９００℃の間の各処理温
度に対応して、被処理粗鉛の組成が、鉛に富む相と不純
物に富む相とに分離する間に状態図のＰｂの角付近を基
点として直線に沿って変化する、Ｃｕ不純物とＳｎ、Ｓ
ｂおよびＡｓ不純物との間の理想的な分配が成立する。 この不純物に富む相は、これに含まれる銅の量と他の不
純物の合計量との比率が、分離開始時と終了時の間で一
定にとどまるという別の特徴を示す。これは、分離が、
銅と一緒に上記の他の不純物を最適なやり方で分離・除
去することができることを意味する。

【００１０】本発明者らが行った比較試験によると、上
記の処理条件は粒子の凝集を相当に促進させ、その結果
、分離が著しく加速されることが判明した。即ち、本発
明によれば、原料の粗鉛の組成およびこれに付随する処
理温度に依存して変動するが、約３〜６０分の範囲内の
、従来に比べて非常に短時間で分離を行うことができる
。より具体的には、非常に急速に不純物粒子が生成およ
び凝集して、かなり大粒径に成長することが判明した。 撹拌により増強される重力の作用により、成長した不純
物粒子は溶融物の表面に非常に急速に浮上する傾向を示
す。１ｍｍ程度の粒径に達することのある粒子が、一般
に数分のうちに上記のように浮上して得られる。

【００１１】これに対して、約４００℃という従来の温
度範囲では、核形成は速いが、凝集に対する効果はごく
僅かしかない。その結果、非常の多数の不純物の小粒子
が生成するので、その表面への浮上速度は非常に遅い（
数十時間もかかる）。

【００１２】また、本発明では、４００℃程度の温度で
の作業で認められた、凝集と浮上速度が不十分であった
場合に起こる、凝集した不純物粒子の解離という不利な
現象が避けられる。さらに、本発明では、より高温であ
ることから混合物の粘度が低下し、鉛より軽い不純物の
粒子の浮上速度がさらにある程度加速されるという効果
もある。

【００１３】本発明者らが行った試験によると、発生し
た銅に富む相（不純物に富む相）は、本質的にＣｕ３　
Ｘ（Ｘ＝Ｓｎ＋Ｓｂ＋Ａｓ、Ｘの含有量約３５％）とα
銅（Ｘの含有量約８％）とからなることを確認すること
ができた。

【００１４】また、銅の量の他の不純物（Ｓｎ、Ｓｂ、
Ａｓ）の合計量に対する比率が約３程度である原料の粗
鉛を処理することにより、主に（６０％以上）Ｃｕ３　
Ｘからなり、α銅と鉛の含有量が非常に低い不純物に富
む相が得られることも確認された。上記比率における約
３という値は、８００℃程度の処理温度に伴うものであ
る。この場合、分離に要する処理時間は５〜１０分程度
となる。その結果、得られた不純物に富む相からその成
分を抽出するためのその処理がかなり容易になることが
分かる。

【００１５】さらに、分離が起こった後、冷却が進行す
る間に不純物に富む相の組成が実質的に変化しないこと
も判明した。より正確には、不純物に富む相による鉛の
再汚染が認められない。

【００１６】本発明により分離を達成した後、鉛に富む
相の再汚染を避けながら、例えば慣用の手法を用いた回
収が容易となるように、生成したドロスを約４００℃で
冷却する工程と、これを乾燥する工程とを行うことが好
ましい。

【００１７】従来より知られていた方法に比べて処理温
度が実質的に高いので、上記分離温度範囲内の溶融鉛の
収容、搬送および撹拌には、この温度に耐えることがで
きる材料（例えば、特殊な金属またはセラミック製の適
当な保護層で被覆した鋼）を使用するように注意する。

【００１８】

【実施例】ＩＳＰ法の鉛溶鉱炉を出た、５％の銅と合計
で１．８　％のスズ、アンチモンおよびヒ素を含有する
温度１２００℃の粗鉛を、銅除去用のレードルに注入し
た。 鉛を約８００℃に急冷し、その後、注入した溶融粗鉛が
約８分間にわたって８００〜７００℃の温度範囲内にと
どまるようにこの冷却速度を著しく緩めて徐冷し、銅に
富む相を浮上分離させた。次いで４００℃に冷却し、銅
に富む相をその回収のために乾燥した。

【００１９】鉛に富む相から固化後に多数の試料を採取
したところ、その平均銅濃度の測定値は約０．５　％で
あった。即ち、銅の抽出率は９０％以上であった。また
、他の不純物であるＳｎ、ＳｂおよびＡｓも、同様に割
合で不純物に富む相に抽出されていた。

【００２０】

【発明の効果】このように、本発明によれば、従来より
高温の特定の温度で粗鉛の精製を行うことにより、銅と
同時にＳｎ、ＳｂおよびＡｓも、従来に比べてごく短時
間でドロスとして浮上分離させ、高い除去率で除去する
ことができる。

【００２１】本発明は、当然ながら以上の説明に制限さ
れるものではなく、当業者により本発明の範囲内で各種
の変更をなすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】既知の鉛−銅−スズ、鉛−銅−アンチモンおよ
び鉛−銅−ヒ素の３元系状態図から推測された、鉛−銅
−　（スズ＋アンチモン＋ヒ素）　３元系状態図である
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鉛−亜鉛混合鉱の乾式冶金処理により
   得られる、不純物として銅の他にスズ、アンチモンおよ
   びヒ素よりなる群から選ばれた少なくとも１種の元素を
   含有する溶融粗鉛の精製方法であって、銅の量とスズ、
   アンチモンおよびヒ素の合計量との比率が既知であって
   約１０〜１の範囲内である粗鉛を使用し、この粗鉛を、
   約９００℃〜６００℃の範囲内の所定温度に急冷し、こ
   の所定温度は、鉛に富む相と不純物に富む相との分離を
   生じ、かつ急冷中に生成した不純物に富む相における前
   記比率が本質的に一定に保たれるように選定し、粗鉛を
   この所定温度またはこれに近い温度に、約３〜６０分の
   範囲内で、かつ分離を完結させて不純物を実質的割合で
   含有していない鉛相と不純物に富む浮上相とを得るのに
   十分な時間保持し、不純物に富む相を除去する、という
   工程からなることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】　　前記比率が約３に等しく、分離温度が
   ８００℃程度であり、この温度またはその付近に保持す
   る時間が５〜１０分程度である、請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】　　粗鉛を乾式冶金処理が終了した時点で
   の温度から約８００℃に急冷した後、約８００℃から約
   ７００℃にごく緩慢に徐冷する、請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】　　不純物に富む浮上相を、除去のために
   ４００℃程度の温度に冷却し、乾燥する工程をさらに包
   含する、請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。