JP2762849B2

JP2762849B2 - フェロスクラップの処理方法

Info

Publication number: JP2762849B2
Application number: JP18125892A
Authority: JP
Inventors: 稔石川; 康根周
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-07-08
Filing date: 1992-07-08
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: JPH0625765A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フェロスクラップを鋼
の溶製の原料としてリサイクルするために、銅を含有す
るフェロスクラップから銅を除去・回収することから成
るフェロスクラップの処理方法に関する。より具体的に
は、本発明は、アンモニアとアンモニウム塩とを含むア
ンモニア性水溶液を用いて、銅を含有するフェロスクラ
ップから銅を選択的に溶解させて除去することにより、
リサイクルに適した純度の高いフェロスクラップを得る
と同時に、銅分を酸化銅または金属銅として回収利用す
るフェロスクラップの処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】フェロスクラップは、電線や導線として
使用される銅線や、他の銅または銅合金製部品の混入が
主な原因で、銅含有量が高くなっていることが多い。例
えば、廃自動車、廃電気製品、機械屑などがそうであ
る。

【０００３】銅は、鉄鋼製品の機械的性質、加工性など
の性能に悪影響を及ぼす元素であり、銅が混入したフェ
ロスクラップを鋼溶製の原料として用いると、低級な品
質の鋼しか製造できない。そのため、銅をフェロスクラ
ップから除去することが望ましく、従来から様々な脱銅
方法が研究されている。フェロスクラップから銅を除去
するための代表的な脱銅方法を次に示す。

【０００４】硫化ナトリウムまたは硫酸ナトリウムを
主成分とするフラックスに銅を溶鉄から選択的に抽出す
る方法 (第122, 123回西山記念技術講座、pp.112-118,
日本鉄鋼協会) 、スクラップを高温で溶融し、より低融点の銅を真空下
で蒸発させる方法 (CAMP-ISIJ, Vol. 1 (1988), pp.116
9-1172) 、スクラップ中の銅を硫化した後、スクラップを圧縮ま
たは破砕し、脆化した硫化銅を機械的に分離・回収する
方法 (特開平２−285035号) 、アルミニウム、マグネシウムまたはその合金の溶融物
中に銅を選択的に抽出する方法 (特開平３−199314号)
。

【０００５】しかし、の方法は、高い脱銅率を得るに
はかなり大量のフラックスが必要であり、このフラック
スの高温での取扱いが困難であり、かつフラックスのコ
ストが高い。の方法は、銅の蒸発速度を高めるには、
多量のエネルギーを要する高温・高真空条件が必要であ
り、しかも銅の回収が困難である。の方法は、硫化工
程で発生する硫黄酸化物を含有する廃ガスの処理が大き
な負担となる上、硫化した銅の機械的手段での分離で
は、銅を十分高い脱銅率で除去することが困難である。
の方法は、抽出剤として高価な金属Al、Mg、またはAl
−Mg合金が必要である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の脱銅方法の欠点
を解消するため、本発明者は先に、アンモニアとアンモ
ニウム塩 (例、炭酸アンモニウム) とを含有するアンモ
ニア性水溶液を用いてフェロスクラップから銅を除去・
回収する方法を提案した (特願平３−297375号)(以下、
この方法を先願発明という) 。

【０００７】酸素存在下でのアンモニア性水溶液中にお
いて、銅はアンモニアとアンミン錯体を生成し、容易に
溶解するのに対し、鉄は、銅よりイオン化傾向が大きい
にもかかわらず、不働態化するため全く溶解しない。先
願発明は、このような銅と鉄との性質を利用したもので
ある。即ち、銅を含有するフェロスクラップを酸素の存
在下でアンモニア性水溶液中により処理すると、下記
(1) 式に従ってスクラップ中の銅をアンミン銅(II)錯体
として選択的に溶解させることができ、脱銅された高品
位のフェロスクラップが得られる。同時に、スクラップ
から分離された銅を溶解したアンモニア性水溶液は、加
熱してアンミン銅(II)錯体を分解することにより、銅分
を酸化銅または金属銅として回収し、アンモニアおよび
アンモニウム塩を再生することができる。

【０００８】銅を回収する方法として、アンモニア性水
溶液中に使用したアンモニウム塩が、例えば銅と不安定
な塩を形成する炭酸アンモニウムである場合には、溶液
を加熱して錯体を分解させると、(2) 式に示すようにア
ンモニアおよび炭酸ガスが発生し、銅が酸化銅として析
出するので、これを回収する。発生したアンモニアおよ
び炭酸ガスを用いて、アンモニアおよび炭酸アンモニウ
ムを含有するアンモニア性水溶液を再生できる。アンモ
ニウムが硫酸アンモニウムのように銅と水溶性の安定な
塩を形成する場合には、溶液を加熱して錯体を分解させ
ると、(3) 式に示すように硫酸銅の水溶液が生成するの
で、この硫酸銅水溶液を電解し、銅を金属銅として回収
すればよい。硫酸イオンを含む電解廃液中に溶液加熱時
に蒸発したアンモニアを吸収させれば、アンモニアと硫
酸アンモニウムを含有するアンモニア性水溶液が再生さ
れる。

【０００９】 Cu + 2NH₃+ 2NH₄ ⁺ + 1/2O₂＝ Cu(NH₃)₄ ²⁺ + H₂O (1) Cu(NH₃)₄CO₃＝ CuO↓ + 4NH₃↑ + CO₂↑ (2) Cu(NH₃)₄SO₄＝ CuSO₄ + 4NH₃↑ (3) 上記(1) 式で示される銅の溶解反応は、一般的な化学常
識に反して、溶解生成物であるアンミン銅(II)錯体が溶
液中にある程度以上の濃度で存在している方が反応速度
が数倍〜数十倍にまで著しく加速される。そのため、銅
の溶解により生成した、アンミン銅(II)錯体を含有する
浸出液の一部は溶解工程に戻して、溶解処理時の溶液が
常にアンミン銅(II)錯体を一定濃度以上で含有するよう
にすることが有利である。

【００１０】この先願発明の銅の除去・回収方法は、上
記 (1)〜(3) 式からもわかるように、反応に必要なアン
モニアとアンモニウム塩を原理的には完全に回収して処
理水溶液を再生し、循環使用することができるので、薬
剤コストおよび廃水処理コストが少なくてすみ、経済的
である。また、フェロスクラップからの銅の除去・回収
率も高い。

【００１１】このフェロスクラップの脱銅方法を工業的
に実施する場合、スクラップのアンモニア性水溶液によ
る処理は、スクラップの形状から連続的な装入・排出が
困難であり、回分 (バッチ) 操作が適当であるため、効
率的なプロセスを開発することが望まれる。また、アン
モニアを有効利用するためにそのリサイクルを図るこ
と、およびアンモニアによる作業環境の悪化を防ぐため
に処理系外へのアンモニアの逃散を極力避けることが望
ましい。本発明は以上の課題の解決を目指して達成され
たものである。

【００１２】

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のフェロスクラッ
プの処理方法は、アンモニアおよび炭酸アンモニウムを
含有するアンモニア性水溶液を調製する工程と、銅を
含有するフェロスクラップを該アンモニア性水溶液によ
り酸素の存在下で処理して、スクラップ中の銅をアンミ
ン銅（ＩＩ）錯体として選択的に溶解させて、脱銅され
たスクラップと銅が溶解した浸出液を得る溶解工程
と、該浸出液からアンモニアおよび炭酸ガスを蒸発させ
てアンミン銅（ＩＩ）錯体を分解し、酸化銅を晶析させ
る工程と、晶析した酸化銅を濾過・乾燥して回収する
工程とからなり、溶解工程において、前記フェロス
クラップを溶液移送手段で連結された複数の反応器に順
次投入し、これらの複数の反応器の１つにおいて銅の溶
解した浸出液を得る処理を回分操作により行い、処理終
了後に該反応器内の浸出液の全量を抜取り、その一部を
前記溶液移送手段により別の反応器に移送してこの別の
反応器におけるスクラップの処理に使用し、残りの浸出
液は貯蔵槽に一旦貯蔵し、これらの回分操作を順次複数
の反応器について行い、晶析工程において連続操作に
より前記貯蔵槽の浸出液を晶析処理するとともに、浸出
液を抜き出し反応器からフェロスクラップを順次回収す
ることを特徴とする。

【００１４】浸出液の全量が抜き取られた後に反応器内
に残る脱銅されたスクラップは、該反応器内でアンモニ
ア除去のための洗浄処理を行ってから取り出すことが好
ましい。また、アンミン銅(II)錯体の分解に伴って発生
するアンモニアを回収し、アンモニア性水溶液の調製に
リサイクルすることにより、循環使用できる。

【００１５】

【作用】アンモニウム塩が炭酸アンモニウムである場合
の本発明の処理方法の工程図の１例を図１に示す。図１
に示すように、このフェロスクラップの処理方法は、処
理溶液として用いるアンモニア性水溶液の調製工程、
反応器内で処理溶液にスクラップを浸漬してスクラップ
中の銅を溶解させ、脱銅されたスクラップと、銅が溶解
した浸出液を得る溶解工程、浸出液から酸化銅を晶析
させる晶析工程、および酸化銅の濾過・乾燥工程か
らなる。

【００１６】溶液調製工程においては、適当な容器内で
水 (図示例では、スクラップの洗浄水を使用) にアンモ
ニアと炭酸ガスを吸収させて、アンモニアおよび炭酸ア
ンモニウムを含有するアンモニア性水溶液を調製する。
好適態様においては、原料となるアンモニアおよび炭酸
ガスの大部分は、晶析工程で発生したアンモニアおよび
炭酸ガスのリサイクルにより供給するので、新たに補給
するアンモニアおよび炭酸ガスは必要ないか、ごく少量
でよい。

【００１７】溶解工程では、調製されたアンモニア性水
溶液と返送された浸出液との混合溶液を処理溶液とし
て、銅を含有するフェロスクラップを酸素の存在下に処
理して、銅を選択的に溶解させ、脱銅されたスクラップ
と、銅を含む浸出液とを得る。浸出液の一部を返送する
のは、前述したように、銅の溶解促進効果が著しいアン
ミン銅(II)錯体を処理溶液中に添加するためである。こ
の目的には、一般に浸出液の70％以上を返送することが
好ましい。

【００１８】溶解工程は、反応器にスクラップを装入
し、次いで上記混合溶液を注入し、酸化剤として酸素含
有ガス (純酸素ガス、空気など) を溶液中に吹き込むこ
とにより液を攪拌しながら行うことが好ましい。反応器
の上部から排出されるガスは、アンモニアと未反応の酸
素を含んでいるので、ガス吹込みに循環使用して、アン
モニアの系外への排出を抑えることが好ましい。反応で
酸素が消費されるので、必要であれば酸素を補給する。
処理温度は通常は室温〜70℃である。この処理により、
スクラップ中の銅は、上記(1) 式に示すように、アンモ
ニア性水溶液および酸素と反応して、アンミン銅(II)錯
体として選択的に溶解する。一方、スクラップの主体を
なす鉄は不働態化されるため、鉄の溶解は実質的に全く
起こらない。

【００１９】溶解工程は、図示のように複数の反応器を
使用して回分操作により行い、晶析工程は連続操作によ
り行う。溶解工程では、銅の溶解が終了した後、生成し
た浸出液の全量を反応器から抜取り、その一部は別の反
応器に供給することにより溶解工程に返送され、残りは
貯蔵槽に一旦貯蔵した後、晶析工程で連続晶析を受け
る。本発明でこのような方式の操作を採用した理由につ
いて次に説明する。

【００２０】従来の金属・化学工業における浸出処理、
例えば、鉱石からの有価金属の浸出においては、浸出原
料（鉱石）は大部分が粉末状で処理されるので、粉体搬
送またはスラリー搬送等の手段により原料を反応器（浸
出槽）に連続的に供給および抜取ることが容易である。
しかし、本発明の処理原料であるスクラップは、連続供
給に適した粒径に粉砕するのが困難である。形が不規則
で、寸法の大きいスクラップを連続的に反応器に出し入
れすることは、不可能ではないが、装置の巨大化を招
き、設備コストを著しく増大させる。そのため、本発明
の方法では、スクラップを処理する溶解工程は回分操作
とする。

【００２１】しかし、晶析工程は、回分操作で実施した
場合には、浸出液を晶析器に装入し、加熱してアンモニ
アを蒸発させ、晶析完了後に生成したスラリーを冷却
し、スラリーを晶析器から取り出すという操作を１回の
晶析ごとに反復しなければならない。これは、操作が煩
雑で不安定になるだけでなく、加熱と冷却を繰り返すこ
とになるから、エネルギーの損失も大きい。また、この
操作回数を減らそうとすると、大型の晶析器が必要とな
り、設備コストが増大する。従って、本発明の方法で
は、晶析工程は、晶析を安定して効率よく行うことがで
き、エネルギー損失の少ない連続操作を採用する。

【００２２】溶解工程と晶析工程で操作方式が異なるの
を調和させるために、溶解工程でスクラップから分離さ
れた浸出液を、一旦貯蔵槽に貯蔵した後、晶析工程に少
しづつ連続的に送って、連続晶析させる。こうして、溶
解と晶析の両工程を、いずれも最適の方式で効率よく実
施することができる。この場合、溶解工程でスクラップ
の脱銅処理が終了した後、スクラップをまず反応器から
取り出すと、多量のアンモニア性水溶液が付着したスク
ラップが作業環境に露出して、周囲に有毒なアンモニア
が揮散し、作業環境が著しく悪化する。従って、反応器
からまず浸出液を全量抜き出した後、残ったスクラップ
を反応器内で水洗し、必要であればさらに別の洗浄処理
により付着したアンモニアを除去してから、スクラップ
を反応器から取り出すことが望ましい。

【００２３】この場合、溶解工程での反応器が１つしか
ないと、１バッチのスクラップの脱銅処理ごとに、浸出
液の全量を貯蔵槽に移送し、スクラップの洗浄処理が終
了し、スクラップを取り出してから、貯蔵槽内の浸出液
の一部を反応器に返送することになる。浸出液の返送量
は十分な反応促進効果を得るには70％以上とすることが
好ましいので、反応器と貯蔵槽の間での液の往復方向の
移送に非常に時間がかかる上、スクラップの洗浄の間は
溶解処理を実施できない。即ち、液の往復方向の移送と
スクラップの洗浄に要する時間は、スクラップの脱銅処
理が不可能な待機時間となり、処理効率が非常に悪い。

【００２４】本発明によれば、溶液移送手段で連結され
た２以上の反応器を用意し、その一つの反応器内でスク
ラップの銅溶解反応を回分操作で実施し、反応終了後に
その反応器内の浸出液の全量を抜取り、その一部 (好ま
しくは70％以上) は溶液移送手段により別の反応器に移
送し、残りは浸出液貯蔵槽に移送する。別の反応器に
は、この溶液移送前に銅を含有するスクラップを予め装
入しておき、その後で溶液移送管から移送される浸出液
をこの反応器に注入する。不足分の溶液は溶液調製工程
で調製されたアンモニア性水溶液を同時に注入すること
で補給し、処理溶液を所定濃度に調整する。一方、浸出
液が全量抜き取られた反応器内では、残った脱銅された
スクラップの洗浄を行って、スクラップに付着したアン
モニアを除去してから、スクラップを取り出す。このよ
うにして、浸出液を反応器１から反応器ｎまで順次移送
しながら各反応器内で回分操作により銅溶解反応を実施
していく。

【００２５】アンモニアガスは有毒であり、臭気も強い
ので、作業環境を良好に保持するには、スクラップから
アンモニアを可及的に完全に除去することが好ましい。
洗浄処理は、図１に示すように、反応器内のスクラップ
を、洗浄水貯蔵槽から供給される水により水洗すること
により実施できる。図示例では、水洗後の洗浄水を洗浄
水貯蔵槽に戻し、この水の一部を溶液調製工程に抜取
り、新たな水を補給することで、洗浄水中のアンモニア
を溶解工程にリサイクルし、有効利用すると共に、洗浄
水中のアンモニア濃度の増大を防止している。

【００２６】水洗後もなお残留アンモニアがある場合に
は、別の脱アンモニア処理 (例、図示のように水蒸気ま
たは100 ℃以上のガスの吹き付け) により、スクラップ
からアンモニアを完全に除去することができる。反応器
から排出されるアンモニアを含む水蒸気またはガスは晶
析工程で熱源として利用すると、アンモニア分を回収で
きる。このように反応器内においてスクラップに付着し
たアンモニアを除去するため、スクラップの出し入れに
伴うアンモニアの揮発ロスがほとんどなくなる。その
後、反応器からスクラップを取り出す。このスクラップ
は、銅含有量が著しく低下し、高品質の鋼溶製原料とな
る。

【００２７】本発明では、浸出液の一部を次の反応器に
供給していくことで、反応促進剤となるアンミン銅(II)
錯体を十分な量で含有するアンモニア性水溶液を処理溶
液として使用し、短い反応時間でスクラップの脱銅処理
を行うことができる。その上、液の抜取りと次の反応器
への液の注入が同時進行するため、待機時間となる液の
移送時間は半分近くに短縮される。また、スクラップの
洗浄処理は次回のスクラップの脱銅反応と並行して実施
されるため、待機時間とはならない。従って、待機時間
は半分以下に大幅に短縮されることになる。このよう
に、スクラップの脱銅を行う溶解工程を回分操作で実施
するにもかかわらず、最小限の待機時間で非常に効率的
に脱銅処理を実施できる。

【００２８】反応器の数（ｎ）は、晶析工程での処理能
力に調和するように決定すればよいが、通常は２〜５基
あれば十分であろう。また、この複数の反応器がループ
を構成するように各反応器間を溶液移送管で連結するこ
とが好ましい。アンモニアの作業環境への逃散を避ける
ために、反応器、浸出液貯蔵槽およびこれらの間を連結
する溶液移送管は、いずれも外気から遮断されているこ
とが好ましい。

【００２９】反応器から抜き取られた浸出液の一部 (好
ましくは30％以下) は、浸出液の貯蔵槽に一旦貯蔵され
た後、次の晶析工程に一定流量で供給され、連続晶析を
受ける。晶析工程においては、浸出液を適当な連続晶析
装置内で加熱および／または減圧処理することにより、
アンモニアおよび炭酸ガスを蒸発させて、上記(2) 式に
示すように、アンミン銅(II)錯体を分解し、酸化銅の結
晶を析出させる。こうして生成したスラリーを晶析装置
から連続的に抜き取って、次の酸化銅の濾過・乾燥工程
に送る。

【００３０】連続晶析は、一般には加熱により行うが、
フラッシュ蒸留のように減圧を利用した方法で行うこと
もでき、それにより短時間で晶析が完了するという利点
が得られる。加熱による晶析は、公知の各種の晶析装置
を用いて行うことができるが、多量のアンモニアおよび
炭酸ガスが蒸発するので、発生ガスの排出・回収が可能
な装置を用いる必要がある。熱源としては、図示のよう
に製鉄所内で入手可能な水蒸気を利用すると経済的であ
る。この晶析工程で用いるのに適した好ましい連続晶析
装置は、特開平１−38045 号〜同１−38049 号の各公報
に記載の装置である。これらの装置は、溶液に加熱水蒸
気を直接吹き込んで晶析を行う棚段蒸留塔 (例、多孔板
蒸留塔) と、必要であれば蒸留塔の前に１基以上の晶析
槽を設けた構成をとる。

【００３１】晶析工程では、多量のアンモニアおよび炭
酸ガスが発生する。本発明の方法の省資源化を行うため
には、晶析工程で発生したアンモニアおよび炭酸ガスを
含有する蒸気を、処理溶液の調製工程にリサイクルし、
溶解工程で有効利用することが好ましい。

【００３２】晶析工程から得られた酸化銅の結晶を含む
スラリーは、濾過・乾燥工程で、適当な装置により濾過
され、酸化銅の結晶を回収する。回収された酸化銅の結
晶は、通常は水洗された後、乾燥され、成品となる。濾
過により結晶から分離された水は、廃水として処理す
る。

【００３３】以上の説明は、アンモニウム塩が炭酸アン
モニウムである場合についてであった。硫酸アンモニウ
ムのように、銅と水溶性の安定な塩を形成する場合に
は、浸出液を加熱してアンモニアを蒸発させても酸化銅
が晶析せず、(3) 式に示すように硫酸銅の水溶液が生成
する。この場合には、浸出液貯蔵槽から供給される浸出
液からの銅の回収は、浸出液の加熱による錯体の分解
と、錯体分解により生成した水溶液（例、硫酸銅水溶
液）の電解により連続的に実施できる。電解工程では陰
極上に電析した金属銅を回収する。一方、この場合の溶
液調製工程は、硫酸イオンを含有する電解廃液に、錯体
分解工程で発生したアンモニアをリサイクルして吸収さ
せることにより実施でき、アンモニアと硫酸アンモニウ
ムを含有するアンモニア性水溶液が再生される。

【００３４】本発明の方法で処理の対象となる、銅を含
有するフェススクラップの例としては、上述した廃自動
車、廃電気製品、機械屑などが例示される。必要であれ
ば、本発明の方法により処理する前に、スクラップを裁
断して処理に適した寸法にしておくことが望ましい。ま
た、モーターコイルの導線のように、スクラップ中の銅
に有機被覆 (例、エナメル被覆) が施されている場合に
は、有機被覆を除去してから脱銅処理することが好まし
い。この有機被覆の除去は、スクラップを 400〜1000℃
に加熱して有機被覆を焼却することにより実施すること
ができる。

【００３５】

【実施例】実施例１廃自動車をシュレッダーにより細断した、銅含有率0.5
重量％のフェロスクラップ (シュレッダースクラップ)
を、図１に示すプロセスによって処理した。

【００３６】溶液調製工程には内容積３m³のステンレス
鋼製の容器を使用し、溶解工程には内容積1.5 m³のステ
ンレス鋼製の反応器３基を使用した。洗浄水および浸出
液の各貯蔵槽は、それぞれ内容積３m³のステンレス鋼製
容器であった。晶析工程には、直径150 mm、高さ4500 m
m の多孔板型の棚段蒸留塔を使用した。

【００３７】３基の反応器には、それぞれ500 kgのシュ
レッダースクラップを装入しておいた。まず、反応器１
にNH₃1.0 Ｍ、(NH₄)₂CO₃0.5 Ｍ、Cu(NH₃)₄CO₃約1.5
Ｍの濃度のアンミン銅(II)錯体を含有するアンモニア性
水溶液1000リットルを注入して、溶液温度50℃、循環酸
素流量１m³/minの条件下で酸素ガスを液中にバブリング
しながら1.2 時間の脱銅処理を行った。

【００３８】その後、反応器１から浸出液30リットルを
浸出液貯蔵槽に移送し、残り970 リットルの浸出液は反
応器２に移送した。反応器内に残った脱銅されたスクラ
ップは、水スプレーで水洗し、さらに水蒸気の吹き付け
により脱アンモニア処理し、アンモニアが完全に除去さ
れた脱銅スクラップを反応器から取り出し、新たにシュ
レッダースクラップ500 kgを装入した。脱銅スクラップ
中の銅含有率は0.07重量％以下に低下していた (脱銅率
86％以上) 。

【００３９】一方、反応器２には、反応器１からの浸出
液の移送と同時に、溶液調製工程の容器からNH₃４Ｍ、
(NH₄)₂CO₃２Ｍの高濃度のアンモニア性水溶液30リット
ルを補給して、反応器内の溶液濃度を反応器１で使用し
た溶液と同程度とし、反応器１でのスクラップの洗浄処
理と並行して、反応器１と同じ条件下でスクラップを脱
銅処理した。このようにして、スクラップの処理を、浸
出液を反応器１から反応器２→反応器２から反応器３→
反応器３から反応器１へと順次移送しながら、回分操作
により反復実施した。反応器１での脱銅処理開始から、
反応器２での次回の脱銅処理開始までの間隔は、約 1.5
時間であった。このうち1.2 時間が反応時間で、残りの
0.3時間が溶液移送に基づく待機時間である。

【００４０】浸出液貯蔵槽に移送された浸出液が約 150
リットルまでたまってから、この貯蔵槽から浸出液を50
l/hr の流量で連続的に晶析工程に送った。晶析工程で
は、上記の棚段蒸留塔を用いて、熱源として水蒸気を塔
底に吹込むことにより加熱してアンモニアおよび炭酸ガ
スを蒸発させ、酸化銅を晶析させた。蒸留塔の塔頂から
留出したアンモニアおよび炭酸ガスを含む蒸気は、溶液
調製工程を経由して溶解工程にリサイクルした。蒸留塔
の塔底からは、酸化銅結晶を含むスラリーを、蒸留塔内
の液面を一定に保持するような流量で連続的に抜取って
濾過機に移送し、濾過により分離された酸化銅は、水洗
および乾燥後に回収した。

【００４１】比較のために、反応器を１基のみ使用し
て、溶解処理後、浸出液の全量を一旦貯蔵槽に移送し、
脱銅スクラップを水洗および水蒸気での脱アンモニア処
理して取り出した後、新たなシュレッダースクラップを
装入し、貯蔵槽から浸出液970リットルを返送するとい
う手順で回分操作を２回繰り返した。この場合、１回目
の脱銅開始と２回目の脱銅開始までの間隔は約 2.1時間
であった。このうち1.2時間が反応時間であるので、待
機時間は 0.9時間であった。即ち、本発明の方法に比べ
て、待機時間は約３倍になった。

【００４２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の方法に
よれば、溶解工程をスクラップ処理に適した回分操作で
行い、得られた浸出液を一旦貯蔵槽に貯蔵してから晶析
その他の銅の回収処理を連続操作により行うので、溶解
と銅回収 (晶析) のいずれの工程も効率的に実施するこ
とができる。その上、溶解工程を複数の反応器を用い
て、浸出液を反応器間で循環使用することにより、溶液
の移送が合理化され、またスクラップの洗浄を次回のス
クラップの処理と並行して実施することが可能となる。
その結果、次回の反応までの待機時間が大幅に短縮さ
れ、回分操作であるにもかかわらず溶解工程を非常に効
率的に実施できる。

【００４３】また、銅の溶解処理後に浸出液を反応器か
ら抜き出し、脱銅スクラップを反応器内で洗浄してアン
モニア除去することにより、スクラップの出し入れに伴
うアンモニアの揮発ロスが解消され、アンモニア臭のな
いスクラップを回収することができる。その上、銅回収
工程でアンミン銅(II)錯体の分解により発生したアンモ
ニアやアンモニウム塩のアニオンをリサイクルすること
により、反応成分の補給をほとんど必要とせずに、スク
ラップの処理を続けることができる。

【００４４】従って、本発明の方法は非常に効率的、経
済的かつ実用的であって、これによりアンモニア性水溶
液によるスクラップの脱銅処理が実用化に向けて推進さ
れるものと期待される。その結果、スクラップのリサイ
クルが促進され、同時に銅資源も有効利用されるため、
本発明は省資源に大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の脱銅プロセスの１例を示す工程図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C22B 15/00 - 15/14 C22B 3/00 - 3/46 C22B 7/00 - 7/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アンモニアおよび炭酸アンモニウムを含
有するアンモニア性水溶液を調製する工程と、銅を含有するフェロスクラップを該アンモニア性水溶液
により酸素の存在下で処理して、スクラップ中の銅をア
ンミン銅（ＩＩ）錯体として選択的に溶解させて、脱銅
されたスクラップと銅が溶解した浸出液を得る溶解工程
と、該浸出液からアンモニアおよび炭酸ガスを蒸発させてア
ンミン銅（ＩＩ）錯体を分解し、酸化銅を晶析させる工
程と、晶析した酸化銅を濾過・乾燥して回収する工程とから
なり、溶解工程において、前記フェロスクラップを溶液移送
手段で連結された複数の反応器に順次投入し、これらの
複数の反応器の１つにおいて銅の溶解した浸出液を得る
処理を回分操作により行い、処理終了後に該反応器内の
浸出液の全量を抜取り、その一部を前記溶液移送手段に
より別の反応器に移送してこの別の反応器におけるスク
ラップの処理に使用し、残りの浸出液は貯蔵槽に一旦貯
蔵し、これらの回分操作を順次複数の反応器について行
い、晶析工程において連続操作により前記貯蔵槽の浸
出液を晶析処理するとともに、浸出液を抜き出した反応
器からフェロスクラップを順次回収することを特徴とす
る、フェロスクラップの処理方法。
【請求項２】浸出液の全量が抜き取られた後に反応器
内に残る脱銅されたスクラップを、該反応器内でアンモ
ニア除去のための洗浄処理を行ってから取り出すことを
特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】アンミン銅（ＩＩ）錯体の分解に伴って
発生するアンモニアを回収し、アンモニア性水溶液の調
製にリサイクルすることを特徴とする、請求項１または
２のいずれかに記載の方法。