1. 447
UDC 622.782
含 砒 硫 化 銅 鉱 の 脱 砒 焙 焼 法 の確 立 とそ の 工 業 化*
(昭和36年度 渡辺賞牌受賞)
正 会 員 吉 村 善 次**
The Fundamental Investigation of Dearsenising Roasting
of Copper Concentrates and its Industrial Practices
Zenji YOSHIMURA
The thermodynamical investigations on the thermal decomposition and the oxidation reaction of
arsenic-bearing copper concentrates were executed.It was found consequently that the thermal decomposition
of enargite occured at the temperatures above 600•Ž approximately,and that,furthermore,the roasting in
the atmosphere containing rich SO2 and poor O2,as well as in CO2,was exceedingly effective for dearse-
nising Kinkaseki are which contained enargite.
Based on these fundamental experiments,the author carried out the dearsenising roasting tests of Kin-
kaseki are by pilot fluidised bed roaster in the atmosphere above-mentioned and clarified the conditions
required for commercialisation of this method.Moreover in 1956,the author designed to put this method
into practice and undertook the construction of the dearsenising roasting plant,whose daily capacity was
40 tons,in Saganoseki Smelter,Nippon Mining Co.Ltd.
This plant started on commercial scale in January,1959 and has been in operation satisfactorily and
smoothly up to the present with the dearsenising efficiency of more than 80%.
離 に関 して 多 くの方 法 が提 案 され 試 み られ て い るが,砒
1. 緒 言
素 を有 利 に分離 す るた め の経 済 的 な適 当な 方 法 は ま だ見
砒 素 を 主 成分 とす る鉱 物 に は 自然砒 素,酸 化 砒 素,砒 出 され てい ない 。
酸 塩 な どを主 体 とす る も の もあ るが,一 般 に砒 素 は硫 黄 とく に最 近 わ が 国 の 非鉄 製 錬 工 業 にお い て は 国 内外 の
と と もに産 出す る こ とが 多 く,と くに硫 化 物 鉱 石 中に 少 金 属 の需 要 の い ち じ る し い増 大 と貿 易 の 自由化 に そ な え
量 含 ま れ た り,ま た は金 属 硫 砒 化物 の形 で産 出 す る こ と て多 種 多 量 の輸 入 鉱 石 を処 理 し,こ れ を経 済 的 に有 利 に
が多い。 製 錬 す る こ とが 強 く要 求 され て い る 。
周 知 の とお り銅,鉛,亜 鉛 な どの金 属 はふ つ うこれ ら 以 上 の 見 地 か ら砒 素 を含 む 硫 化 鉱 を有 利 に 処 理 し,そ
金 属 の硫 化 鉱 を原 料 とし て製 錬 が 行 な われ る 。 の な か に含 まれ る砒 素 を分 離 回収 す る と と もに,金 属 製
この製 錬 の原 料 で あ る鉱 石 中 に含 まれ る砒 素 は製 錬 の 錬 工程 にお け る砒 素 の害 を で き るだ け 少 な くす る方 法 を
各 工程 に侵 入 し,種 々の 悪 影 響 をお よぼ し,ま た 金 属 の 確 立 す るた め,著 者 は砒 素 を含 む 硫 化 鉱 の 一 つ で あ る含
純度 を 下 げ そ の性 質 を劣 化 させ る。 た とえ ば乾 式 製 錬 の 砒 硫 化 銅 鉱 につ い て,そ の な か に含 まれ る砒 素 の 除去 回
工程 に お い て は処 理 の困 難 な スパ イ ス を生 じ金 属 の実 収 収 に 関す る基 礎 的 研 究 を 行 な い,こ の結 果 に も とず い て
率 を低 下 させ,回 収 硫 酸 中 に混 入 して そ の 純度 を悪 く し 砒 素 を有 利 に除 去 回 収 す る方 法 とし て,高 亜硫 酸 ガ ス濃
た り,硫 酸 工場 の触 媒 の性 能 を低 下 させ る。 度,低 酸 素 濃 度 の 雰 囲 気 に お け る焙 焼 法 に つ い て さ らに
ま た 電解 精 製 の 陽極 中 に入 る と,こ の た め余 分 の脱 砒 検 討 した 。
処 理 を 行 な う 要 も あ り,析 出 金 属 中 に混 入 す る と,そ
必
2. 含 砒 硫 化 銅鉱 の 各 種 雰 囲 気 の
の純 度 を下 げ,そ の 性 質 を劣 化 させ る 。
加 熱 時 に お け る 挙動
この よ うに砒 素 は金 属 の製 錬 工 程 で種 々 の悪 影 響 をお
よぼ す の で,製 錬 の な るべ く前 の工程 で これ を分 離 し, 乾式製錬 の基礎 とな る含素硫化物 の 温におけ る
高 挙動
有 利 に 回 収 す る こ とが 望 ま しい の で,従 来 か ら砒 素 の 分 に関す る研究 は比較的少ない。著者は これ らに関す る従
*昭 和37年4月20日 受理 昭和37年 春季大会 において講演 来の研究結果 にもとず き中性雰 囲気 におけ る熱分解,酸
**日 本鉱業株式会社金属事業本部管理室長 現 日立鉱業所製錬部長 化性雰 囲気 におけ る 化反応 につい て熱力学的考察 を行
酸
(17)

2. 448 吉 村:含 砒硫 化銅 鉱 の脱 砒 焙焼 法 の確 立 と そ の工 業 化(渡 辺 賞)
な い,さ らにCO2雰 囲気 にお け る熱 分 解 お よびO2- 式 を得 た 。(7)式 よ りSO2濃 度15%の 場 合 に つ き各 温
SO2-N2雰 囲 気 に お け る脱 砒 焙 焼 につ い て検 討 し た 。 度 にお け る ΔG゜ の 値 を求 め た 。ふ つ うの焙 焼 炉 内 にお
2・1 従 来 の 研 究 に 関 す る熱 力 学 的 考 察 い て はPso2>Pso3で あ 乙の で この場 合(6)式 の反 応 は
(1) 鶴 見1),神 津 お よび 高根2),Tafe13)等 は硫 砒 銅 右 の方 向 に 進 み,As2O5のSO2に よ る還 元 が 進 行 す る
鉱Cu3AsS4を 中性 雰 囲 気 中 で加 熱 す る と約600℃ よ り 可 能 性 の あ るこ とを 明 らか に した 。
急 激 な熱 分 解 をお こ しCu2Sと な り,As2S3お よびS2 2・2 CO2雰 囲 気 に お け る含 砒 硫 化 銅 鉱 の 熱 分 解 に つ い
が揮 発す る と述 べ てい る 。著 者 は て
2Cu3AsS4=3Cu2S(β)+I/2As4S6(g) 2・1 に述 べ た熱 力 学 的 検討 結 果 に も とず きAs 1.83∼
+S2(g) 2.23%,S 22.65∼41.95%,Cu 5.67∼6.95%,Fe 16 .61
(1)
の反 応 につ い て熱 力 学 的検 討 を加 え,標 準遊 離 エ ネ ル ギ ∼33.81%を 含 有 す る金 瓜 石産 硫 砒 銅 鉱 を1kWの 管状
ー変 化 ΔG゜ の近 似 式 とし て 横 型 電 気 炉 を使 用 し,試 料109をCO2気 流 中 で500℃,
ΔG゜=78,790-10.25TlogT-0.444×10-3T2 550℃,600℃,650℃,750℃ の各 温 度 で30∼120min間 加
-59 .57T 熱 し,こ れ の熱 分 解 試 験 を行 な っ た 。試 験 の結 果 加 熱 温
(2)
を得 た 。 こ の ΔG゜ の値 は低 温 で は 正 で あ るが約600℃ 度700℃ で は加 熱 時 間30minで ほぼ99%の 脱 砒 率 を示
以 上 で負 とな り(1)式 の熱 分 解 反 応 が約600℃ 以 上 で右 し,60minで は100%の 脱 砒 が 行 わ れ た 。 また650℃
に 進 行 す る こ とを 明 らか とした 。 で も60min間 加熱 す る こ とに よ り100%の 砒 素 を除 去す
(2) 酸 化 性 の雰 囲気 でCu3AsS4を 酸 化 焙 焼 す る と, る こ とが で き た 。
SはSO2の 形 で 除去 され,Asの 一 部 は揮 発 性 のAs2O3 これ らの結 果 は2・1に 述 べ た熱 力 学 的 考 察 と よ く一致
とし て 除 去 され るがCuO,Fe2O3な どの 高 級 酸 化 物 が し て お り,Cu3AsS4→Cu2S+As2O3+S2の 反 応 が600
存 在 す る とAs2O3はAs2O5に 酸 化 され る 。 ま たAs ℃ 以上 で急 激 に進 行 す る。 ま た熱 分 解 反応 に伴 う脱 硫 率
の一 部 は直 接As2O5に ま で酸 化 され る。 こ のAs2O5は は脱 砒 が ほぼ100%に 達 す る場 合 は約45∼50%と なる
不 揮 発 性 で あ り,さ らにCuO,FeOな ど と結 合 す る と こ とを確 めた 。
安 定 な砒 酸塩 を生 じ,除 去 す る こ とが 困難 で あ る 。一 方 2・3 O2-SO2-N2雰 囲気 に お け る含 砒 硫 化 銅鉱 の脱 砒 に
雰 囲気 中 のSO2濃 度 が 高 い とAs2O5はAs2O3に 還 ついて
元 され るの で,Asの 除 去 は向 上 す る こ とが,H.Saito4), 2・1 (2) にお い て硫 砒 銅 鉱 を空 気 中で 酸 化 焙焼 す る場
Tafel5),Hofman6)等 に よ り報 告 され て い る 。 著 者 は 合,Asの 一 部 はAs2O5と な りさ らに 共存 す る金 属 酸
これ らの こ とが らに 関 し て熱 力 学 的 に検 討 を加 え,
4Cu3AsS4+13O2=6Cu2S+2As2O3
+10SO2 (3)
As2O3+4CuO=As2O5+2Cu2O(4)
As2O3+2Fe2O3=As2O5+4FeO (5)
(3),(4),(5)式 の 標 準 遊 離 エ ネ ル ギ ー 変 化 ΔG゜ の近 似
式 と し て,そ れ ぞ れ(3′),(4′),(5′)式 を得 た 。
ΔG゜=-891,770+76.17Tlo9T-53.75
×10-3T2-1.98×105T-1-155.98T (3′)
ΔG゜=-51,180-70.2Tl0gT+25.11
×10-3T2-3.0×105T-1+96.25T (4′) 第1図 脱 砒 率 とO2濃 度 の関 係
ΔG゜=9,310-61.38TlogT+24.31×10-3T2
-0 .94×105T-1+133.65T (5′)
これ らの 諸式 よ り(3)州(5)式 の反 応 は熱 力 学 的 に右 に
進 行 し得 る こ とが 明 らか に され る。 ま た
I/2As2O5+SO2=SO3+I/2As2O3 (6)
の 反応 に つ い て検 討 し,そ の 結果(6)式 の遊 離 エ ネ ル ギ
ー の変 化 ΔGの 近 似 式 として
ΔG゜=(12,755+52.59TlogT-23.21×10-3T2
+0.805×10-6T3-1.02×105T-1-142.77T)
+4.575Tlog(Pso3/Pso2) (7) 第2図 脱 硫 率 とO2濃 度の関係
(18)

3. 日 本 鉱 業 会 誌 昭 和37年6月 449
78巻 888号
化 物 と結 合 して 安 定 な 金 属砒 酸 塩 とな りAsの 除去 を妨
げ る こ と,さ らにSO2ガ ス はAs2O5に 対 す る還 元 作
用 を有 し,As2O3を 生 成 せ し め る の でAsの 揮 発 に効
果 が あ る こ と等 を熱 力 学的 考 察 よ り確 め た 。
これ らの事 実 に も とず き,As8.28%,Fe18.16%,
Cu25.09%,S36.48%を 含 む 金 瓜 石 産硫 砒 銅 鉱 を種
々 の02分 圧 の雰 囲気 にお い て 焙焼 し た 。試 験 に は送 風
量 の調 節 が 比 較 的 容 易 で 種 々 の02分 圧 の雰 囲気 を作 る
こ と ので き る流動 焙焼 法 を採 用 し,炉 内 温度 測 定 用温 度
計 と連 動 して 自動 的 に装 入 鉱 石 量 を調 節 で きる給 鉱 装 置
と,炉 内 温 度 調 節用 二 重 管 式 冷 却 管 を有 す る耐 火 レ ン ガ
A ス ク リユ ー フ イ ー ダ,B ス ク リユ ー ブ イ ー ダ,C 炉 床,D 風函,E
内張 内径250mmφ,高 さ1,720mmの 円筒 型 小 型 流 動 焙 焼 鉱 抜 出 口,F ガ ス排 出用 ダ ク ト,G 第1サ イ ク ロン,H 第2サ イ ク
ロ ン,I ラ ジ エ ー シ ョ ン ク ー ラ,J ク ー ラ ダ ス ト抜 出用 ス ク リユ ー コ
焼 炉 を使 用 した 。
ンベ ヤ,K バ ッ グ ブ イル タ,L 熱 電 式 温 度 記録 計,M SO2濃 度 計,N
試 験 の 結果 を要 約 す る と次 の とお りで あ る。 オ リフ イ ス,O 冷却管
流 動 焙 焼 炉 に 送 入す る空 気 量 を328,400,480,500l/ 第3図 流 動 焙焼 炉 中規 模 試 験 装 置配 置 図
minの そ れ ぞ れ の 場合 に つ い て鉱 石 の装 入 速 度 を変 化 さ 低O2濃 度 雰 囲気 を発 生 す るこ とに よ り脱 砒 を行 な う方
せ る こ とに よ り,流 動 層 内 部 の02お よびSO2濃 度 を変 法 の 工業 化 を は か る た め,給 鉱量1.5t/日 程 度 の流 動 焙
化 させ る こ とが で き た 。 焼 炉 を用 い て 中規模 試 験 を行 ない 種 々 検討 し た 。
こ の方 法 に よ り炉 内 の 温度 を ほ ぼ750℃ に保 つ よ うに 3・1 試 験 方 法 お よび 装置
焙 焼 し,脱 砒 率 お よび脱 硫 率 とO2あ るい はSO2濃 度 試 験 に用 い た 鉱石 は金 瓜 石 産 硫 砒 銅 鉱 で そ の分 析 成 分
との 関係 につ き検討 し て第,1,2図 に 示す 結 果 を得 た。 は 第1表 に示 す とお りで あ る。
図 よ り明 らか な よ うに こ の程 度 の温 度 に お い て焙 焼 す る 第1表 供 試 金 瓜石 産 硫 砒 銅 鉱 分 析 値
場 合,炉 内 の02濃 度 が 上 昇 す るに と もな い脱 硫 率 は急
激 に増 加 す るが,脱 砒 率 は い ち じ る し く低 下す る 。 ま た
炉 内 の02濃 度 を0.6%以 下 に 保 つ と脱 砒 率 は85%以 上
に達 し,脱 硫 率 は50∼70%に 低 下 す る。 試 験 装置 は第3図 に 示 すL5t/日 処理 流 動 焙 焼 設 備 を
こ の よ うに炉 内 のSO2濃 度 が 高 く02濃 度が低い場 使 用 した 。
空気 送 入 量 を1m3/min付 近 で一 定 に保 ち炉 内温 度 が
合 に は,Asは 熱 分 解 反 応 お よび 酸 化 反 応 に よ りAs2S3
約700℃ に保 持 され る よ う炉 内 冷 却 装 置 お よび温 度 計 と
お よびAs2O3と し て揮 発 す る もの と考 え られ る｡ま た
こ の場 合 にSは 熱 分 解 反応 に よ りS2と して,ま た は酸 連 動 され る給 鉱速 度 自動 調 整 装 置 を調 節 した 。鉱 石 の装
化 反応 に よ りSO2と し て 除去 され る ので,脱 硫 率 の値 入 速 度 は44∼110kg/hrの 種 々 の場 合 につ き試 験 し た 。
はCO2気 流 中 に お け る熱 分 解 の 際 第2表 流 動 焙 焼 炉 に お け る金 瓜 石 産,
の 脱 硫 率 よ り高 い値 を示 す も の と考 含 砒 硫 化 銅 精 鉱 の 焙焼 試 験 結 果
え られ る 。
これ らの検 討 か ら含 砒 硫 化 銅 鉱 中
のAsを で き るだ け効 果 よ く除去 す
る た め に は,約750℃ でSO2濃 度
14.5∼15.5%,O2濃 度0.6%以 下の
雰 囲気 で焙 焼 す れ ば よ い 事 が判 つ
た。
3. 流 動 焙 焼 炉 に よ る
脱砒試験
2・3 に述 べ た基 礎 試 験 の 結 果 に も
とず き,一 定 送 入 空 気 量 に対 し理 論
量 以上 の鉱 石 を給 鉱 し鉱 石 の 不完 全
焙 焼 を行 な わ し め,高SO2濃 度-
(19)

4. 450 吉村:含 砒 硫 化 銅 鉱 の脱 砒 焙 焼 法 の確 立 とそ の工 業 化(渡 辺 賞)
鉱 石 装入 速 度 が大 きい 場 合 に は 炉 内 のSO2濃 度 は 上昇 す る 。 な お鉱 石 の炉 内 滞 留 時 間 は30min以 上 であれば
し02温 度 は低 下 す る ので,熱 分 解 反 応 が主 として 進 行 脱 砒 率 に対 す る影響 は み とめ られ な い,,
し,こ の 吸 熱 反応 の た め 炉 内温 度 は 降下 す る 傾 向 を 示 (3) 焙 焼 温 度 の 調節 に つい て:焙 焼 温 度 の調 節 は本
す 。 また 鉱 石 装 入 速 度 が 小 さい場 合 に 君逆 に炉 内02濃 法 にお い て は 特 に重 要 な事 項 で あ る。す な わ ち 良好 な脱
度 が 高 い の で,主 とし て酸 化 反応 が進 行 し て炉 内 温 度 は 砒 率 を得 る には 少 な く とも炉 内 の温 度 変 動 を ±15℃ 以
上 昇 の傾 向 を示 す 。 こ のた め 本装 置 に お け る 自動 給 鉱速 内 に維 持 す る よ う 自動 調 節 す る こ とが 必 要 で あ つ た 。
度 の調 節 は,通 常 の酸 化 焙 焼 の 場合 とは全 く逆 の 作動 方 (4) 最 適操 業 条件:以 上 の 検 討結 果 よ り脱 砒 焙 焼 の
式 とな る。 最 適 操 業 条件 は つ ぎ の とお りで あ る 。
な お ま た炉 内温 度 と空 気送 入 量 を一 定 に きめ る と鉱 石 焙焼温度 約700℃
装 入 速 度 を任 意 に変 更 す るこ とは で き ない の で,炉 内 に 炉 床1m2当 りの 処 理 鉱 石 量 13∼16t/日m2
と りつ け た水 冷 管 の循 環水 量 を設 定 した 鉱 石 装 入速 度 に 送 入 空 気1m3当 りの 処 理 鉱 石 量 0.9∼1.1kg/Nm3
応 じ て 調 整 す る こ とに よ り,炉 内温 度 を約7CO℃ に保 鉱 石 の 含有 水 分 0.5%以 下
ち,焙 焼 す る方 法 を とつ た 。 ま た一 定 条 件 の 焙焼 試 験 に 炉 ガ スSO2濃 度 14.5∼16%
お け る試 験 装 置 各 部 分 の温 度,焙 焼 炉 出 口排 ガスSO2濃 炉 ガ スO2濃 度 0.2∼0.4%
度,ダ ス トの沈 積 状 況,各 集 塵 装 置 の 性能 な ど本 焙 焼 法 鉱 石 炉 内平 均 滞 留 時 間 30∼60min
の工 業 化 に 必 要 な事 項 の検 討 もあ わ せ 行 つ た 。 (5) 流 動 焙 焼 炉 を設 計 す る 際 の 諸 問題:こ の 問題 に
3・2 試 験 結 果 つ き検 討 し つ ぎ の事 項 を 明 らか に した 。
(1) 脱 砒 率 と脱 硫率 に つい て:第1表 に示 す よ うな (a) 焙 焼 ガ ス に と もな わ れ る ガス か ら2段 に設 け た
金 瓜 石 産 硫 砒 銅 鉱 を焙 焼 温 度700℃ で 炉 内O2濃 度 を約 サイ ク ロン に よ り,焼 鉱 とAs203,を 主 体 とす る揮 発 物
0.2%に 保 ち,SO2濃 度15∼16%の 雰 囲気 で焙 焼 す る とを ほ ぼ完 全 に分 離 す る こ とが で き る。
場 合,炉 況 は きわ め て 安 定 し操 業 は問 題 な く行 な わ れ (b) サ イ ク ロン に お け る集 塵 率 は 約95%で ある。
た 。試 験 結 果 に よれ ば 第2表 に示 す ご と く上 述 の焙 焼 条 (c) 第2サ イ ク ロン出 口温 度 は30G℃ 以 上 とす べ き
件 下 で焙 焼 す る こ とに よ り 砒 率 は90%以
脱 上 に達 し,こ で,温 度 が さ らに低 下す る とAs203の サイ ク ロン に お
の際 の脱 硫 率 は50∼70%で あつ た 。 け る沈 積 が増 加 す る 。分 離 回 収 した 焼 鉱 の成 分 分 析 結 果
(2) 送 入 空 気量 お よび 処 理 鉱 石 量 に つ い て:送 入 空 の 一例 を 示す と第3表 の とお りで あ る 。
気 単 位 量 当 りの 鉱 石 処理 量 は0.9∼1.1kg/Nm3程 度 が適 (d) サイ ク ロン を出 た ガス を クー ラー に お い て230
当で,こ の 場 合 の 炉 床 単 位 面 積 当 り鉱石 処理 量 は13∼ ℃ 以 下 に急 冷 す る こ とに よ りAs2O3は 急 速 に析 出 沈 降
16t/日 ・m2で あ る。 これ 以 上 に鉱 石 処理 量 を増 加 す る こ
し,さ らにバ ッグ フ ィル タ に お い て ほ ぼ完 全 に 除去 回収
とは,よ り高SO2濃 度 一 低O2濃 度 の雰 囲気 を形 成 す され る。 た だ しAsの 分 離 を完 全 に す るた め に はバ ッグ
る こ とに な る が,炉 の操 業 が不 安 定 とな り脱 砒 率 も低 下 フ ィル タ の入 口温 度 を1GG℃ 以 下 にす る こ とが必 要 であ
第3表 焼 鉱 成 分 分 析 結 果 る゜
(e) 回 収揮 発 物 の利 用 クーラ
ー お よび バ ッグ フ ィル タ ダ ス トの成
分 分析 結 果 の 一例 を示 す と第4表 の
とお りで あ る 。 これ らの 回収 揮 発 物
は表 よ り明 らか な ご と く,As2O3を
70∼82%含 有 し,反 射 炉 で直 接 精 製
して99%のAs2O3と す る こ とが で
きた 。
第4表 回収 揮 発 物 の 回 収 率 お よび 成 分 分析 結 果
(20)

5. 78巻 888号 日 本 鉱 業 会 誌 451
昭 和37年6月
配 置 図 説 明
(1)原 鉱 貯 鉱 ビ ン
(2)エ プ ロ ン フ イ ー ダ
(3)傾 斜 ベ ル トコ ソベ ヤ
(4)燃 焼 炉
(5)ラ ピ ッ ド ドラ イ ヤ
(6)サ イ ク ロ ン
(7)バ ッ グ フ ィル タ
(8)フ ア ン
(9)No.1エ プ ロン パ ケ ッ トエ レベ ー タ
(10)乾 燥 鉱 石 貯 鉱 ビ ン
(11)シ ン トロ ン フ ィー ダ
(12)No.2エ プ ロ ンバ ケ ッ トエ レベ ー タ
(13)テ ー ブ ル フ ィー ダ
(14)脱 砒 焙焼 炉
(15)サ イ ク ロン (23)バ ケ ッ トエ レベ ー タ
(16)チ ェ イ ン コ ン ベ ヤ (24)As2O3ダ ス トビ ン
(17)シ ン ダ ー ミキ サ (25)サ イ ク ロ ン
(18)バ ケ ッ トエ レ ベ ー タ (26)バ ッ グ ブ イル タ
(19)焼 鉱 ビ ン (27)サ ク シ ョ ン フ ァ ン
(20)ラ ヂ ュ ー シ ョン クー ラ (28)ハ イゼ ッ クス ガ ス 道
(21)ジ ャ ケ ッ ト式 パ イ プ ク ー ラ
(22)チ ェ イ ン
第4図 脱 砒 焙 焼 工 場 配 置 図
回収 す る。 また揮 発 し たAs2O3はAs捕 集 設 備 で回 収
4.流 動 焙 焼 炉 を 用 い る脱 砒 焙 焼 の実 際 操 業 成 績
し精 製 して 製 品 とす る もの で あ る 。Asを 除 い た焼 鉱 は
銅 製 錬 用 原 料 とな る。
著 者 は 上述 の ご と く含 砒 硫 化 銅 精 鉱 を銅 製錬 原料 とし
で焙 焼 し,Sの 一 部 を酸 化 してSO2と し濃 硫 酸 とし て
て 用 い るた め の脱 砒 処 理 につ い て詳 細 な検 討 を加 え,流
第5表 最 近 の処 理 鉱 石
動 焙 焼 炉 を 用 い る高SO2濃 度 一 低O2濃 度雰 囲気 に お
け る焙焼 法 が この種 の鉱 石 の脱 砒 処 理 法 とし て もつ とも
適 当 で あ る との結 論 を得,3章 に述 べ た 工業 化 の た め の
試 験 結果 に も とず き,昭 和31年 企 業 化計 画 を立 案 し,日
本 鉱 業株 式 会社 佐 賀 関製 錬 所 にお い て高SO2濃 度一低
O2濃 度 雰 囲 気 中 で,As5∼6%,S38∼40%を 含む含
砒 硫 化銅 精 鉱40t/日 を処 理 す る設 備 の建 設 に 着手 し た 。
4・1 操 業 の計 画 お よび 設 備
本 処理 法 の概 要 は含 砒 硫 化 銅精 鉱 を流 動 式 脱 砒 焙 焼 炉
(21)

6. 452 吉 村:含 砒硫 化 銅 鉱 の脱 砒 焙焼 法 の確 立 とそ の工 業 化(渡 辺 賞)
本 処理 法 の 脱砒 焙 焼 設 備 は,第4図 の 工場 配 置 図 に示
す とお りで あ る 。 こ れ ら の 設 備 は昭 和33年12月 に完 成
し,昭 和34年1月 よ り本 格 的 操 業 を行 な つ て い る 。
4・2操 業 成 系
責
最 近 数 か月 の処理 実績 は 第5表 に示 す とお りで あ る 。
第6表 脱砒焙焼操業成績例
第6図
表 に示 す よ うに金 瓜石 産 硫 砒 銅 精 鉱 を 主 体 とし,さ ら
に高 砒 素 含 有 鐘打 産 硫 化 鋼 鉱 が 若 干 混合 処理 さ れ る ほ
か,硫 酸 原 料 の確 保 の た め,As0.1∼0.2%の 紀州産含
銅 硫 化 鉱 が補 足 処 理 され て い る 。 これ ら のAs5∼6%,
S38∼40%,Cu16∼18%,Fe24∼26%を 含 む 鉱 石 を焙
焼 し,炉 内 は 第6表 に示 す 操 業 成 績例 に 明 ら か な よ う
に,O2濃 度0.40∼0.45%,SO2濃 度14四15%の 雰囲
気 中 で 約700℃ にお け る焙 焼 を 行 な い,脱 砒 率 約84%,
脱硫 率 約70%を 得 てい る。 ま た こ の 際得 られ る 焼 鉱 は
第7表 ク ー ラ ー,バ ッ グ フ ィ ル タ混 合 ダ ス ト組 成
32∼40t/日 でAs含 有 量 は1.0∼1.2%で あ る 。現 在 は
操 業 の 都 合 に よつ て第6表 の よ うに試 験 操 業 よ り送 入 空
気 単 位 量 当 りの基 準 鉱 石 装 入 量 を0.7kg/Nm3と 低 くし
てい る関 係 上,炉 内O2濃 度 が若 干 高 く硫 化 物 の酸 化 促
進 に よ る脱 硫 率 の増 加 と,そ の 結 果 生 成 す るFe2O3,
CuO等 に よ るAs2O3のAs2O5へ の酸 化 等,2章
に述 べ た諸原 因 に よ る脱 砒 率 の若 干 の低 下 が実 操
業 に お い て認 め られ る 。
今 後 は さ らに雰 囲 気 中 のO2濃 度 を低 下 させ 脱
砒 率 を上 昇 させ る予 定 で あ る。
一 方 排 ガ ス は サ イ ク ロンで400℃ 以上 の温 度 に
保 持 されAs2O3な どの揮 発 物 を析 出 す る こ と な
く速 や か に ガ ス 中 の ダス トを分離 除 去 し た 後,ラ
ジ エ ー シ ョン クー ラ ー,パ イ プ クー ラ ー等 で急 冷
され バ ッグ フ ィル タ入 口 で100℃ 以 下 とな る 。 し
た が つ て揮 発Asの ほ とん ど全 部 が 回収 され,硫
酸 製 造 工程 に悪 影 響 をお よぼ す 恐 れ は全 くみ とめ
られ な い 。 クー ラー,バ ッグ フ ィル タ で 回収 され
第5図 るダ ス トの 組 成 は第7表 に示 す ご と くAs52∼54
(22)

7. 78巻 888号 日 本 鉱 業 会 誌 昭 和37年6月 453
%を 含 み これ よ り純 度99%以 上 の精 製 亜 砒 酸 が 生産 され と,工 場 建 設 と実 際 操業 に は兼 重 硫 酸課 長 を中心 とす る
て い る 。 ま た焙 焼 ガス よ り 造 され る98%濃
製 硫 酸 は35 課 内 一 同 の ご尽 力 に よ る もの で あ る こ と を報 告 し,厚 く
∼40t/日 に達 し てい る。 御 礼 を 申し上 げ る。 と くに本 計 画 の 当初 よ り,直 接 そ の
脱 砒 流 動 炉 の操 業 は きわ め て順 調 に行 な わ れ,炉 内温 衝 に 当 られ た石 川,安 井両 氏 の真 摯 な努 力 に対 し て万 腔
度 は 自動 制 御 に よ り設 定 温 度 に対 し ±5℃ の 変動 範 囲 に の 敬 意 を表 す る次 第 で あ る。
(日本特許第279196号)
制 御 され て い る 。 ま たSO2濃 度 変 化 も ±1.5%程 度変
流動焙焼炉に おいて 半焼焙焼によ 含砒銅鉱またはその他の
つて 含砒硫
動 す るに す ぎ な い 。装 置 各 部 温 度 並 び に 排 ガ スSO2濃 化鉱より砒素ならびに 硫黄を回収する方法
度 の 一例 を 第5,6図 に示 す 。給鉱 の含 有 水 分 は 当初1%
参 考 文 献
以 下 を基 準 とし て操 業 した が 現在 は3%程 度 で 十分 安 定
1) 鶴 見 志 津 夫: 岩 石 鉱 物 鉱 床 学 会 誌, 第12巻 第3号, 昭 和9年9月14
し た操 業 を行 うに 至 つ てい る。
6頁
2) 神 津 俶 祐, 高 根 勝 利; 岩 石 鉱 物 鉱 床 学 会 誌, 第19巻 第4号, 昭 和13
5.本 法 に よる 効 果 年4月146頁
3) Victor Tafel: Lehrbuch der Metallhiittenkiinde, S. Hirzel
こ の含 砒 硫 化 銅 鉱 の脱 砒 焙焼 法 採 用 以 来,従 来 に比 較 Verlagsbuchhandlung Leipzig(1951), Band I, 2 Aufl 247
4) H. Saito: Comprehensive Treatise on Inorganic and Theo-
し種 々 の利 益 が挙 げ られ てい るが,そ の主 な も のを挙 げ
retical Chemistry., J. W. Mellor. Longmans, Green (1929)
る と次 の とお りで あ る 。 Vol.IX 318.
5) Victor Tafel: Lehrbuch der Mettallhiittenkiinde, S. Hirzel
(1)As採 取 率 の 向 上:有 害 で あ つ たAsをAs2O3
Verlags buchhandlung Leipzig (1913) Band I, 2 Aufl. 281.
とし て 回 収 し増 収 とな つ た 。 6) H. O. Hofman: General Metallurgy. McGraw Hill(1913)
408.
(2)銅 鉱石 中 のS回 収 率 の 向 上:排 ガ ス と して棄 却 7) 熱力学的検 討関係参 考文献
され て い たSが 硫 酸 として 回 収 され て増 収 となつ た 。 (ƒC) K. K. Kelley: Contribution to the Data on Theoretical
Metallurgy VII, US. Government Printing Office(1937).
(3)粗 銅 中 のAsの 含 有 率 の低 下:電 錬 系統 に入 る
(ĥ) O. Kubaschewski & E. L. L. Evans: Metallurgical The-
As量 が 少 な くな り,電 気 銅 品 質低 下 の不 安 が解 消 し た 。 ormochemistry. Pergamon Press.
(ƒn) W. Lange: Die Thermodynamischen Eigenschaften der
謝 辞:終 りに本 計 画 の遂 行 に は本 社,佐 賀 関 製錬 所 お
Metalloxyde, Springer-Verlage(1949).
よび 中央 試 験所 の上 司 よ り種 々ご 指 導 を賜 わ つ た こ と (ニ)日 本 鉱 業会 誌; 49巻 昭 和3年18頁
び ロ ー ラ の 寿 命 が 特 に 長 く,動 力消
新 ら し い 湿 式 粉 砕 機,Barkerミ ル
費 が 少 な い 。20HPのBarkerミ ルは
New South Wales,Lithgowに と ほ ぼ 等 し い 長 さ を もつ 直 径75cm 100HPの 普 通 の ボ ー ル ・ ミル と 同 じ
あ るBarker Mining Co.は 従来 の 鋼 鉄 製 ロ ー ラ1本 お よ び 直 径15 処 理 能 力 を もつ とい う。 空 気 タ イ ヤ
の ロ ツ ド ・ ミル,ボ ー ル ・ ミル,分 cmの 鋼 鉄 製 ロ ー ラ2本 よ り成 る 。シ を 用 い る た め,運 転 は 静 か で,騒 音
ェ ル に は 幅 約15cmの 硬 化 鋼 製 ライ のほ とん どは駆 動 モ ー タの チ ェ ー ン
級 機 な ど に置 き 替 わ る べ き機 械 とし
て,13mmの 原 料 鉱 石 か ら-74μ75 ニ ン グ 板 が45cmの 中 心 間隔 で 張 つ が 発 す る も の の よ うで あ る 。
%の 浮 選 フ ィ ー ドを 作 る こ と が で き て あ る 。 ミル は タ イ ヤ の 上 に た だ 載 粉 砕 機 構 上,フ ィ ー ド量 お よ び 水
る 回 転 式 ミル,Barker millを 開発 つ て い る だ け な の で,ラ イ ニン グ の 量 の 選 択 は 従 来 の ロ ッ ド ・ ミル お よ
し た。 張 り替 え を 必 要 とす る 場 合 に は,全 び ボ ー ル ・ミル に 比 し て 自 由 で あ る 。
Barkerミ ル の 鋼鉄 製 水 平 円 筒 は 体 を 簡 単 に交 換 す る こ とが で き る 。 ミル の 排 出 側 に は 逆 ス パ イ ラ ル の つ
こ の ミル は ロ ー ル が 回 転 す る の で い た 円 錐 形 分 級 機 が あ り,粗 粒を ミ
空 気 タ イ ヤ の 上 に 載 せ ら れ,ギ ヤ・ボ
摩 擦 損 失 が極 め て 少 ない のが 特 徴 で ルへ 戻 す 構 造 となつ てい る。
ッ クスに 連結 され た こ の タイ ヤ に よ
つ て 駆 動 され る。 粉砕 媒 体 は シ ェ ル あ る 。 し た が つ て,ラ イ ニ ン グお よ (井上 外志 雄)
(New Type Mill Developed
in Australia,The Mining
Magazine,Mar,1962,178-
180(9)
Barkerミ ル
(23)