JP2001158618A - 製錬廃ガスよりの石膏の製造方法 - Google Patents
製錬廃ガスよりの石膏の製造方法Info
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- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 製錬廃ガス中の三酸化硫黄濃度の調整を
容易にし、もって廃酸処理工程での石膏生産量を任意に
調整可能とする方法の提供を課題とする。 【解決手段】 亜硫酸ガス濃度が１０体積％以上の非鉄
金属製錬炉廃ガスを廃熱ボイラーで処理し、サイクロン
あるいは乾式電気集塵機で除塵した後、廃ガスを洗浄
し、得られた洗浄液とカルシウム源とを接触させて石膏
を得る製錬排ガスよりの石膏の製造方法において、廃熱
ボイラー入り口に、温度が２５０℃以上、酸素濃度１５
体積％以上の希釈気体、例えば、錬カン炉や精製炉のよ
うに殆ど製錬反応を伴わない炉の排ガスを用いるもので
ある。
容易にし、もって廃酸処理工程での石膏生産量を任意に
調整可能とする方法の提供を課題とする。 【解決手段】 亜硫酸ガス濃度が１０体積％以上の非鉄
金属製錬炉廃ガスを廃熱ボイラーで処理し、サイクロン
あるいは乾式電気集塵機で除塵した後、廃ガスを洗浄
し、得られた洗浄液とカルシウム源とを接触させて石膏
を得る製錬排ガスよりの石膏の製造方法において、廃熱
ボイラー入り口に、温度が２５０℃以上、酸素濃度１５
体積％以上の希釈気体、例えば、錬カン炉や精製炉のよ
うに殆ど製錬反応を伴わない炉の排ガスを用いるもので
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】硫化鉱を原料とする製錬廃ガ
ス洗浄液よりの石膏製造に関し、具体的には石膏原料と
なる製錬廃ガス中の三酸化硫黄量の調整方法に関する。
ス洗浄液よりの石膏製造に関し、具体的には石膏原料と
なる製錬廃ガス中の三酸化硫黄量の調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】硫化精鉱を主原料とする製錬炉内では、
原料中の硫黄は二酸化硫黄に酸化され、二酸化硫黄を含
む高温度の製錬廃ガスが発生する。この廃ガスは廃熱ボ
イラーにより廃熱回収されて冷却されるとともに、該廃
ガスが含む煙灰のうちの比較的大きなものが除去された
後、サイクロンや乾式集塵機に導入される。
原料中の硫黄は二酸化硫黄に酸化され、二酸化硫黄を含
む高温度の製錬廃ガスが発生する。この廃ガスは廃熱ボ
イラーにより廃熱回収されて冷却されるとともに、該廃
ガスが含む煙灰のうちの比較的大きなものが除去された
後、サイクロンや乾式集塵機に導入される。
【０００３】サイクロンや乾式電気集塵機で除塵された
廃ガスは、その後二酸化硫黄回収工程、あるいは脱二酸
化硫黄工程へ導入される。この工程では、まず、廃ガス
が洗浄され、該ガス中に含まれるダスト、ハロゲン等の
揮発成分および三酸化硫黄が分離除去される。除去され
た三酸化硫黄は、通常、洗浄液に石灰石等のカルシウム
源を加えることにより石膏として回収される。洗浄後の
廃ガスに含まれる二酸化硫黄は、例えば後工程の硫酸回
収工程で硫酸等として回収される。
廃ガスは、その後二酸化硫黄回収工程、あるいは脱二酸
化硫黄工程へ導入される。この工程では、まず、廃ガス
が洗浄され、該ガス中に含まれるダスト、ハロゲン等の
揮発成分および三酸化硫黄が分離除去される。除去され
た三酸化硫黄は、通常、洗浄液に石灰石等のカルシウム
源を加えることにより石膏として回収される。洗浄後の
廃ガスに含まれる二酸化硫黄は、例えば後工程の硫酸回
収工程で硫酸等として回収される。
【０００４】ところで、上記した三酸化硫黄は上記廃熱
ボイラー以降の廃ガス温度が低下した部分で発生すると
考えられ、その発生率は、原料組成や溶錬炉内での反応
温度、酸素効率反応用空気の酸素富化率等の操業条件に
より変動するとされている。また、廃ガス温度や、酸素
濃度等の影響を受け、制御することが困難であり、三酸
化硫黄の発生率は成り行きに任さざるを得なかった。
ボイラー以降の廃ガス温度が低下した部分で発生すると
考えられ、その発生率は、原料組成や溶錬炉内での反応
温度、酸素効率反応用空気の酸素富化率等の操業条件に
より変動するとされている。また、廃ガス温度や、酸素
濃度等の影響を受け、制御することが困難であり、三酸
化硫黄の発生率は成り行きに任さざるを得なかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】三酸化硫黄の発生率
は、一般には低い方が好まれる。というのは、廃ガス中
の三酸化硫黄濃度が増加すると廃ガスの結露点が上昇
し、比較的高い温度で結露するようになり、結露により
生成した硫酸で設備各所が腐食されるようになるからで
ある。また、廃ガス洗浄工程で分離される三酸化硫黄の
量が増加するため、これを石膏等として回収するための
工程（以下、「廃酸処理工程」という。）の負荷が増加
するからである。さらに、結露を防止するために廃熱ボ
イラー出口の廃ガス温度を高くすることから、ガス洗浄
工程で除去しなければならない廃熱量が増加し、廃熱の
有効利用率が低下するからである。
は、一般には低い方が好まれる。というのは、廃ガス中
の三酸化硫黄濃度が増加すると廃ガスの結露点が上昇
し、比較的高い温度で結露するようになり、結露により
生成した硫酸で設備各所が腐食されるようになるからで
ある。また、廃ガス洗浄工程で分離される三酸化硫黄の
量が増加するため、これを石膏等として回収するための
工程（以下、「廃酸処理工程」という。）の負荷が増加
するからである。さらに、結露を防止するために廃熱ボ
イラー出口の廃ガス温度を高くすることから、ガス洗浄
工程で除去しなければならない廃熱量が増加し、廃熱の
有効利用率が低下するからである。
【０００６】ところで、上記廃酸処理工程より産出され
る石膏は、その性状により建築ボード用、セメント用に
仕分けして用いられる。また、硫酸は主として化学肥料
用原料として用いられる。近年、需要構造の変化に対応
して、一度製造した硫酸を廃酸処理工程に添加し、石膏
を製造する事態も発生しており、この場合には明らかに
製造コストが余分にかかってしまう事態となる。よっ
て、より効率的に製品を製造し、資源を有効に利用する
観点からすれば、時々の需要構成に応じて廃ガス中の三
酸化硫黄濃度を調整が出来ることが好ましい。しかし、
上記したように、廃ガス中の三酸化硫黄濃度の調整は困
難であり、成り行きに任さざるを得ない状態となってい
た。
る石膏は、その性状により建築ボード用、セメント用に
仕分けして用いられる。また、硫酸は主として化学肥料
用原料として用いられる。近年、需要構造の変化に対応
して、一度製造した硫酸を廃酸処理工程に添加し、石膏
を製造する事態も発生しており、この場合には明らかに
製造コストが余分にかかってしまう事態となる。よっ
て、より効率的に製品を製造し、資源を有効に利用する
観点からすれば、時々の需要構成に応じて廃ガス中の三
酸化硫黄濃度を調整が出来ることが好ましい。しかし、
上記したように、廃ガス中の三酸化硫黄濃度の調整は困
難であり、成り行きに任さざるを得ない状態となってい
た。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記状況に鑑
みてなされたものであり、非鉄金属製錬炉廃ガスを廃熱
ボイラーで処理し、サイクロンあるいは乾式電気集塵機
で除塵した後、廃ガスを洗浄し、得られた洗浄液とカル
シウム源とを接触させて石膏を得る製錬排ガスよりの石
膏の製造方法において、廃熱ボイラー入り口に、温度が
２５０℃以上、酸素濃度１５体積％以上の希釈気体の所
望量を導入するものである。
みてなされたものであり、非鉄金属製錬炉廃ガスを廃熱
ボイラーで処理し、サイクロンあるいは乾式電気集塵機
で除塵した後、廃ガスを洗浄し、得られた洗浄液とカル
シウム源とを接触させて石膏を得る製錬排ガスよりの石
膏の製造方法において、廃熱ボイラー入り口に、温度が
２５０℃以上、酸素濃度１５体積％以上の希釈気体の所
望量を導入するものである。
【０００８】そして、好ましくは非鉄金属製錬炉排ガス
の亜硫酸ガス濃度が１０体積％以上のものであり、さら
に好ましくは前記希釈気体が錬カン炉や精製炉のように
殆ど製錬反応を伴わない炉の排ガスであるものである。
の亜硫酸ガス濃度が１０体積％以上のものであり、さら
に好ましくは前記希釈気体が錬カン炉や精製炉のように
殆ど製錬反応を伴わない炉の排ガスであるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】非鉄金属製錬炉排ガス、つまり製
錬炉より廃熱ボイラーに導入される排ガスは、通常２０
０００〜５００００Ｎｍ３／Ｈ程度の流量で１２００〜
１４００℃と高温であり、煙灰を含有し、製錬炉の形式
により数体積％から７０体積％程度までの二酸化硫黄濃
度となっている。例えば、二酸化硫黄濃度は反射炉タイ
プの製錬炉では数体積％、純酸素製錬を行う自溶炉方式
の炉では７０体積％程度までとなっている。
錬炉より廃熱ボイラーに導入される排ガスは、通常２０
０００〜５００００Ｎｍ３／Ｈ程度の流量で１２００〜
１４００℃と高温であり、煙灰を含有し、製錬炉の形式
により数体積％から７０体積％程度までの二酸化硫黄濃
度となっている。例えば、二酸化硫黄濃度は反射炉タイ
プの製錬炉では数体積％、純酸素製錬を行う自溶炉方式
の炉では７０体積％程度までとなっている。
【００１０】本発明は、主として二酸化硫黄濃度が１０
体積％以上で、酸素濃度が数体積％程度の製錬排ガス中
に生成する三酸化硫黄から石膏を製造する方法に適用す
ると、ガス洗浄後の二酸化硫黄より硫酸を接触酸化式で
製造する際に好都合である。
体積％以上で、酸素濃度が数体積％程度の製錬排ガス中
に生成する三酸化硫黄から石膏を製造する方法に適用す
ると、ガス洗浄後の二酸化硫黄より硫酸を接触酸化式で
製造する際に好都合である。
【００１１】なお、このような排ガスを得ることのでき
る炉としては自溶炉、三菱式連続製錬炉、ノランダ式
炉、テニエンテ式炉、アイザースメルト式炉等の高い酸
化反応を達成できる炉である。
る炉としては自溶炉、三菱式連続製錬炉、ノランダ式
炉、テニエンテ式炉、アイザースメルト式炉等の高い酸
化反応を達成できる炉である。
【００１２】廃熱ボイラー入り口で、製錬排ガスに比較
して温度が低く酸素濃度の高い希釈気体が導入される
と、当然ながら製錬排ガスの温度が低下し、酸素濃度は
増加する。こうするのは、製錬排ガス中の酸素濃度を上
げると二酸化炭素の三酸化硫黄への転化反応が進みやす
くなるからである。この三酸化硫黄への転化反応は、反
応速度および平衡常数を考慮すると製錬排ガス系統では
６００−６５０℃で進みやすい。
して温度が低く酸素濃度の高い希釈気体が導入される
と、当然ながら製錬排ガスの温度が低下し、酸素濃度は
増加する。こうするのは、製錬排ガス中の酸素濃度を上
げると二酸化炭素の三酸化硫黄への転化反応が進みやす
くなるからである。この三酸化硫黄への転化反応は、反
応速度および平衡常数を考慮すると製錬排ガス系統では
６００−６５０℃で進みやすい。
【００１３】また、廃熱ボイラー入り口で導入すると、
煙灰の主成分であるＣｕ2０やＦｅ2０3が転化反応の触
媒になり、廃熱ボイラーや次工程の乾式電気集塵機での
転化反応が効率的となる。
煙灰の主成分であるＣｕ2０やＦｅ2０3が転化反応の触
媒になり、廃熱ボイラーや次工程の乾式電気集塵機での
転化反応が効率的となる。
【００１４】ところで、希釈気体として空気を導入する
と、温度が低すぎて、空気の導入部で、既に存在してい
る、あるいは転化反応で発生した三酸化硫黄が結露して
設備を腐食する等の問題がある。一般的に廃熱ボイラー
の出口ガス温度は３５０−４５０℃の範囲である。よっ
て、可能な限り高い温度の希釈気体を用いることが熱回
収効率の観点からも好ましい。
と、温度が低すぎて、空気の導入部で、既に存在してい
る、あるいは転化反応で発生した三酸化硫黄が結露して
設備を腐食する等の問題がある。一般的に廃熱ボイラー
の出口ガス温度は３５０−４５０℃の範囲である。よっ
て、可能な限り高い温度の希釈気体を用いることが熱回
収効率の観点からも好ましい。
【００１５】また、、廃熱ボイラー入り口に、廃熱ボイ
ラーや電気集塵機で除塵した後の廃ガスを希釈気体とし
て繰り返す方法も考えられるが、この場合、希釈気体中
の酸素濃度が低く、二酸化硫黄の三酸化硫黄への転換に
は不十分となる。なお、この場合、温度が三酸化硫黄転
換のための温度より２００℃程度以上高いと、煙灰中の
硫化物の硫酸塩化は進行する。
ラーや電気集塵機で除塵した後の廃ガスを希釈気体とし
て繰り返す方法も考えられるが、この場合、希釈気体中
の酸素濃度が低く、二酸化硫黄の三酸化硫黄への転換に
は不十分となる。なお、この場合、温度が三酸化硫黄転
換のための温度より２００℃程度以上高いと、煙灰中の
硫化物の硫酸塩化は進行する。
【００１６】錬カン炉廃ガスは、３００〜５００℃であ
り、組成としては空気に若干のＳ０ 2とＣ０2が余分に含
まれたものである。よって、本発明の希釈気体として好
適である。また、精製炉や、精製炉とアノード鋳造機の
間に配置される保持炉の排ガスを希釈気体としても良
い。
り、組成としては空気に若干のＳ０ 2とＣ０2が余分に含
まれたものである。よって、本発明の希釈気体として好
適である。また、精製炉や、精製炉とアノード鋳造機の
間に配置される保持炉の排ガスを希釈気体としても良
い。
【００１７】なお、錬カン炉とはは、基本的にはカラミ
中に懸濁したカワ粒子を、カラミを静置することにより
沈降分離させる炉である。また、カラミ中のマグネタイ
トを還元させるため還元剤を加えて若干の還元反応を起
こしたり、あるいは、カワとカラミとの相互反応若干起
こる程度であり、基本的に製錬反応は殆ど無い。従っ
て、錬カン炉ガスは、炉を負圧で維持することによリ吸
引された犬気中の空気が炉内で昇温された後吸引ファン
で排出されるものである。本発明ではこれらの希釈気体
を廃熱ボイラー入り口に導入する割合を変えることで、
本発明の目的を達成しようとするものである。
中に懸濁したカワ粒子を、カラミを静置することにより
沈降分離させる炉である。また、カラミ中のマグネタイ
トを還元させるため還元剤を加えて若干の還元反応を起
こしたり、あるいは、カワとカラミとの相互反応若干起
こる程度であり、基本的に製錬反応は殆ど無い。従っ
て、錬カン炉ガスは、炉を負圧で維持することによリ吸
引された犬気中の空気が炉内で昇温された後吸引ファン
で排出されるものである。本発明ではこれらの希釈気体
を廃熱ボイラー入り口に導入する割合を変えることで、
本発明の目的を達成しようとするものである。
【００１８】
【実施例】次に実施例を用いて本発明をさらに説明す
る。硫化銅精鉱を原料として、製錬炉としてオウトクン
プタイプ自熔炉、ＰＳ転炉、精製炉および自熔炉カラミ
からのカワを回収するための錬カン炉（抵抗式電気炉）
から構成され、自熔炉廃ガスと、転炉廃ガスとを除塵後
に合一して硫酸工程に導入し、硫酸工程の最初で廃ガス
洗浄して廃ガス中の煙灰と三酸化硫黄とを除去し、その
後二酸化硫黄を三酸化硫黄に転換して硫酸をえる銅製錬
プロセスで本発明を適用した結果を次に示す。以下に排
ガス条件を示した。
る。硫化銅精鉱を原料として、製錬炉としてオウトクン
プタイプ自熔炉、ＰＳ転炉、精製炉および自熔炉カラミ
からのカワを回収するための錬カン炉（抵抗式電気炉）
から構成され、自熔炉廃ガスと、転炉廃ガスとを除塵後
に合一して硫酸工程に導入し、硫酸工程の最初で廃ガス
洗浄して廃ガス中の煙灰と三酸化硫黄とを除去し、その
後二酸化硫黄を三酸化硫黄に転換して硫酸をえる銅製錬
プロセスで本発明を適用した結果を次に示す。以下に排
ガス条件を示した。
【００１９】 自熔炉廃ガス ガス量 ３９０００ ＷｅｔＮｍ3／Ｈ ガス温度 １３５０ ℃ ガス組成 Ｓ０2：２９体積％ ０2：２体積％ Ｎ2：６０体積％ Ｃ０2：４体積％、 Ｈ2０：５体積％ Ｓ０2：１１３１０ Ｎｍ3／Ｈ
【００２０】 錬カン炉廃ガス ガス量 １００００ ＷｅｔＮｍ3／Ｈ ガス温度 ４３０ ℃ ガス組成 Ｓ０2：０．１体積％ ０2：２０体積％ Ｎ2：７７体積％、 Ｈ2０：２．９体積％
【００２１】 ＰＳ転炉廃ガス ガス量 ３７０００ ＷｅｔＮｍ3／Ｈ ガス組成 Ｓ０2：１９体積％ ０2：１体積％ Ｎ2：８０体積％ Ｓ０2：７０３０Ｎｍ3／Ｈ
【００２２】 ガス洗浄工程入り口排ガス（自熔炉廃ガス＋ＰＳ転炉廃ガス）中の二酸化硫黄 量 Ｓ０2：１８３４０Ｎｍ3／Ｈ
【００２３】（従来例、実施例１，２）自熔炉廃熱ボイ
ラー入り口へ導入する錬カン炉排ガス量を表１のように
し、各１週間試験操業し、廃ガス洗浄工程に導入される
廃ガス中の二酸化硫黄に対して三酸化硫黄発生率を求め
た。そして、洗浄液より製造することのできた石膏量を
求めた。得られた結果を表１に示した。なお、表中の値
は平均値である。
ラー入り口へ導入する錬カン炉排ガス量を表１のように
し、各１週間試験操業し、廃ガス洗浄工程に導入される
廃ガス中の二酸化硫黄に対して三酸化硫黄発生率を求め
た。そして、洗浄液より製造することのできた石膏量を
求めた。得られた結果を表１に示した。なお、表中の値
は平均値である。
【００２４】 表１ ケース 錬鍍炉排ガス導入流量 Ｓ０3発生率（転化率） 石膏生産量 Nm3/H 体積％ WetT/日 従来例 ０ ２．０ ７０ 実施例１ ５０００ ２．５ ９０ 実施例２ １００００ ３．０ １１０
【００２５】
【発明の効果】本発明の方法に従えば、容易にＳ０3発
生率を調整することができ、もって石膏生産量大幅に増
産させることができる。このため、石膏生産量増加のた
めに製品硫酸を添加する必要はなくなる。
生率を調整することができ、もって石膏生産量大幅に増
産させることができる。このため、石膏生産量増加のた
めに製品硫酸を添加する必要はなくなる。
Claims (3)
- 【請求項１】非鉄金属製錬炉廃ガスを廃熱ボイラーで処
理し、サイクロンあるいは乾式電気集塵機で除塵した
後、廃ガスを洗浄し、得られた洗浄液とカルシウム源と
を接触させて石膏を得る製錬排ガスよりの石膏の製造方
法において、廃熱ボイラー入り口に、温度が２５０℃以
上、酸素濃度１５体積％以上の希釈気体の所望量を導入
することを特徴とする製錬廃ガスよりの石膏の製造方
法。 - 【請求項２】非鉄金属製錬炉排ガスの亜硫酸ガス濃度が
１０体積％以上のものである請求項１記載の方法。 - 【請求項３】希釈気体が錬カン炉や精製炉のように殆ど
製錬反応を伴わない炉の排ガスであるもの請求項１また
は２記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33694599A JP4214500B2 (ja) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | 製錬廃ガスよりの石膏の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33694599A JP4214500B2 (ja) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | 製錬廃ガスよりの石膏の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001158618A true JP2001158618A (ja) | 2001-06-12 |
| JP4214500B2 JP4214500B2 (ja) | 2009-01-28 |
Family
ID=18304083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33694599A Expired - Fee Related JP4214500B2 (ja) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | 製錬廃ガスよりの石膏の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4214500B2 (ja) |
-
1999
- 1999-11-29 JP JP33694599A patent/JP4214500B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4214500B2 (ja) | 2009-01-28 |
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