JP2014533781A - 浮遊溶解炉における浮遊物の制御方法、浮遊溶解炉および精鉱バーナー - Google Patents
浮遊溶解炉における浮遊物の制御方法、浮遊溶解炉および精鉱バーナー Download PDFInfo
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Abstract
Description
微粉状固形物6を反応シャフト2内に供給する供給パイプ19を含み、供給パイプ19は反応シャフト2に対して開口するオリフィス20を有する、微粉状固形物供給装置18と、
供給パイプ19内に同心円状に配設され、供給パイプ19のオリフィス20を抜けて反応シャフト2内まで延伸する、拡散装置21の周囲および拡散装置21の周りを流動する微粉状固形物6に向けて拡散ガス23を送出する拡散ガス穴22を含む拡散装置21と、
反応ガス7を反応シャフト2内に供給し、供給パイプ19を同心円状に囲繞する環状放出口25を通じて反応シャフト2に開口し、環状放出口25から放出される反応ガス7を、供給パイプ19のオリフィス20から放出され拡散ガス23によって側部に送られる微粉状固形物6と混合させるガス供給装置24とを含む。
微粉状固形物6を精鉱バーナー5の供給パイプ19のオリフィス20を通じて反応シャフト2内に供給し、
拡散ガス23を精鉱バーナー5の拡散装置21の拡散ガス穴22を介して反応シャフト2内に供給し、拡散装置21の周囲を流動する微粉状固形物6に向けて拡散ガス23を送出し、拡散ガスによって微粉状固形物6を側部に送り、
反応ガス7を精鉱バーナー5のガス供給装置24の環状放出口25を介して反応シャフト2内に供給し、反応ガス7を供給パイプ19の中央部から放出され拡散ガス23によって側部に送られる微粉状固形物6と混合させて、微粉状固形物6および反応ガス7の浮遊物8を反応シャフト2内に生成する。
微粉状固形物6を反応シャフト2内に供給する供給パイプ19を含み、供給パイプ19は反応シャフト2に対して開口するオリフィス20を有する微粉状固形物供給装置18と、
供給パイプ19の内部に同心円状に配設され、供給パイプ19のオリフィス20を抜けて反応シャフト2内まで延伸し、拡散装置21の周囲および拡散装置21の周りで流動する微粉状固形物6に向けて拡散ガス23を送出する拡散ガス穴を含む拡散装置21と、
環状放出口25を通じて反応シャフト2に開口し、環状放出口25は供給パイプ19を同心円状に囲繞し、環状放出口25から放出される反応ガス7を、供給パイプ19のオリフィス20から放出されて拡散ガス23によって側部に送られる微粉状固形物6と混合させて、反応シャフト2の中で微粉状固形物16および反応ガス7の浮遊物8を生成する、反応ガス7を反応シャフト2内に供給するガス供給装置24とを含む。浮遊溶解炉1の好適な実施形態では、精鉱バーナー5は、還元剤供給手段16を、精鉱バーナー5の拡散装置21内に配設される中央ランス26として含んでもよく、中央ランス26は反応シャフト2に対して開口する放出口27を有する。
Claims (38)
- 反応シャフト(2)と、該反応シャフト(2)の下端部に設けられた下部炉(3)と、前記反応シャフト(2)の上部に設けられた精鉱バーナー(5)とを含む浮遊溶解炉(1)を使用し、
微粉状固形物(6)を前記反応シャフト(2)に供給する微粉状固形物供給装置(18)と、反応ガス(7)を前記反応シャフト(2)に供給するガス供給装置(24)とを含む精鉱バーナー(5)を使用し、
該精鉱バーナー(5)を用いて微粉状固形物(6)および反応ガス(7)を前記反応シャフト(2)内に供給して、微粉状固形物(6)および反応ガス(7)の浮遊物(8)を前記反応シャフト(2)内に生成し、
前記下部炉(3)において溶解物(10)の表面(9)にある前記下部炉(3)内の浮遊物(8)を集め、前記表面(9)に被着する浮遊物(8)は前記下部炉(3)の溶解物(10)の表面(9)に収集帯(14)を形成する前記浮遊溶解炉(1)における浮遊物(8)の制御方法において、該方法は、
微粉状固形物(6)および反応ガス(7)に加え、還元剤(13)を前記浮遊溶解炉(1)内に供給して、該還元剤(13)は還元剤(13)の集中流の形態で前記反応シャフト(2)の前記浮遊物(8)を介して前記溶解物(10)の表面(9)に供給され、還元剤(13)を含有する還元帯(15)を前記溶解物(10)の前記収集帯(14)の帯域内に形成することを特徴とする制御方法。 - 請求項1に記載の方法において、還元剤(13)の集中流を前記浮遊溶解炉(1)の下部炉(3)の内部から前記溶解物(10)の表面(9)に供給して、還元剤(13)を含有する還元帯(15)を前記溶解物(10)の収集帯(14)の帯域内に形成することを特徴とする方法。
- 請求項1または2に記載の方法において、還元剤(13)の集中流を前記浮遊溶解炉(1)の前記反応シャフト(2)の内部から前記溶解物(10)の表面(9)に供給して、還元剤(13)を含有する還元帯(15)を前記溶解物(10)の収集帯(14)の帯域内に形成することを特徴とする方法。
- 請求項1ないし3のいずれかに記載の方法において、還元剤(13)の集中流を前記浮遊溶解炉(1)の前記反応シャフト(2)内部にある前記反応シャフト上部から前記溶解物(10)の表面(9)に供給して、還元剤(13)を含有する還元帯(15)を前記溶解物(10)の収集帯(14)の帯域内に形成することを特徴とする方法。
- 請求項1ないし4のいずれかに記載の方法において、前記精鉱バーナー(5)を使用して還元剤(13)の集中流を前記溶解物(10)の表面(9)に供給して、還元剤(13)を含有する還元帯(15)を前記溶解物(10)の収集帯(14)の帯域内に形成することを特徴とする方法。
- 請求項1ないし5のいずれかに記載の方法において、
微粉状固形物(6)を前記反応シャフト(2)内に供給する供給パイプ(19)を有し、該供給パイプ(19)は前記反応シャフト(2)に対して開口するオリフィス(20)を有する微粉状固形物供給装置(18)と、
前記供給パイプ(19)内に同心円状に配設され、該供給パイプ(19)の前記オリフィス(20)を抜けて前記反応シャフト(2)内まで延伸する拡散装置(21)であって、該拡散装置(21)の周囲および該拡散装置(21)の周りを流動する微粉状固形物(6)に向けて拡散ガス(23)を送出する拡散ガス穴(22)を有する拡散装置(21)と、
反応ガス(7)を前記反応シャフト(2)内に供給し、前記供給パイプ(19)を同心円状に囲繞する環状放出口(25)を通じて前記反応シャフト(2)に開口し、前記環状放出口(25)から放出される反応ガス(7)を、該供給パイプ(19)の前記オリフィス(20)から放出され拡散ガス(23)によって側部に送られる微粉状固形物(6)と混合させるガス供給装置(24)とを含む精鉱バーナー(5)を使用し、
該方法は、
微粉状固形物(6)を前記精鉱バーナー(5)の前記供給パイプ(19)の前記オリフィス(20)を通じて前記反応シャフト(2)内に供給し、
拡散ガス(23)を前記精鉱バーナー(5)の前記拡散装置(21)の前記拡散ガス穴(22)を通じて前記反応シャフト(2)内に供給し、拡散ガス(23)を前記拡散装置(21)の周りを流動する微粉状固形物(6)に向けて送り、拡散ガス(23)によって微粉状固形物(6)を側部に送り、
反応ガス(7)を前記精鉱バーナー(5)の前記ガス供給装置(24)の前記環状放出口(25)を通じて前記反応シャフト(2)内に供給し、反応ガス(7)を前記供給パイプ(19)の中央部から放出され拡散ガス(23)によって側部に送られる微粉状固形物(6)と混合することを特徴とする方法。 - 請求項6に記載の方法において、前記精鉱バーナー(5)の前記拡散装置(21)内に配設された中央ランス(26)を含む精鉱バーナー(5)を使用し、前記中央ランス(26)は前記反応シャフト(2)に対して開口する放出口(27)を有し、
還元剤(13)の集中流を前記中央ランス(26)の前記放出口(27)を通じて前記溶解物(10)の表面(9)に供給し、還元剤(13)を含有する還元帯(15)を前記溶解物(10)の前記収集帯(14)の帯域内に形成することを特徴とする方法。 - 請求項1ないし7のいずれかに記載の方法において、コークス、コークス粉、微細バイオマス、微粉炭、同様の微粉状固形物であり前記精鉱バーナーの前記微粉状固形物供給装置(18)によって供給されるもの、基底電子機器スクラップ、および/または回路基板片など、炭素および硫化物の少なくとも一方を含有する還元剤(13)を使用することを特徴とする方法。
- 請求項1ないし8のいずれかに記載の方法において、還元剤(13)を少なくとも前記反応ガス(7)の供給速度と同等の初期速度で供給し、好ましくは前記反応ガス(7)の供給速度の少なくとも2倍の初期速度で供給することを特徴とする方法。
- 請求項1ないし9のいずれかに記載の方法において、反応ガス(7)として酸素含有率が約50%ないし約100%である酸素富化ガスを使用することを特徴とする方法。
- 請求項1ないし10のいずれかに記載の方法において、前記精鉱バーナー(5)を使用して微粉状固形物(6)および反応ガス(7)を前記反応シャフト(2)の中に供給し、これにより微粉状固形物(6)および反応ガス(7)から生成された浮遊物(8)が前記浮遊シャフト(2)に浮遊物の噴流(28)を形成し、該浮遊物の噴流(28)は前記反応シャフト(2)内を前記下部炉(3)の方向に広がり、さらに前記浮遊物の噴流(28)は仮想の垂直中心軸(29)を有することを特徴とする方法。
- 請求項11に記載の方法において、還元剤(13)の集中流を、実質的に前記浮遊物の噴流(28)の仮想垂直中心軸(29)方向および前記浮遊物の噴流(28)の仮想垂直中心軸(29)付近に送り、前記還元剤の集中流における還元剤が前記溶解物の表面に被着する前に反応ガスに反応することを少なくとも部分的に抑制することを特徴とする方法。
- 請求項1ないし12のいずれかに記載の方法において、前記精鉱バーナーの前記微粉状固形物供給装置(18)によって供給される前記微粉状固形物の一部を反応ガス含有率が低い前記反応シャフト(2)の中央部に送って還元剤の集中流を形成し、前記精鉱バーナーの前記微粉状固形物供給装置(18)によって供給され前記反応ガス含有率が低い前記反応シャフト(2)の中央部方向に送られる前記微粉状固形物の一部のうち少なくとも一部分が、前記溶解物の表面に被着する前に反応ガスに反応することを抑制することを特徴とする方法。
- 請求項1ないし13のいずれかに記載の方法において、反応ガス(7)の供給量を還元剤(13)の供給量に対して制御し、前記浮遊溶解炉の前記反応シャフト(2)中の前記浮遊物(8)の中心部を不足当量状態にすることを特徴とする方法。
- 請求項1ないし13のいずれかに記載の方法において、反応ガス(7)の供給量を還元剤(13)の供給量に対して制御し、前記浮遊溶解炉の前記反応シャフト(2)中の前記浮遊物(8)の中心部を当量状態または過剰当量状態にすることを特徴とする方法。
- 上端部および下端部をもつ反応シャフト(2)と、
微粉状固形物(6)を供給する微粉状固形物供給装置(18)を含み、さらに反応ガス(7)を前記反応シャフト(2)の中に供給するガス供給装置(24)を含み、前記反応シャフト(2)内に微粉状固形物(6)および反応ガス(7)の浮遊物(8)を生成する、前記反応シャフト(2)の上部に配設された精鉱バーナー(5)と、
浮遊物(8)を炉内に収集して表面(9)を有する溶解物(10)を形成する下部炉(3)とを含み、前記反応シャフト(2)が前記下部炉(3)にて終端し、該浮遊溶解炉(1)を使用中、前記反応シャフト(2)内に生成され前記下部炉(3)の前記溶解物(10)の表面(9)に被着する前記浮遊物(8)は前記下部炉(3)の前記溶解物(10)の表面(9)に収集帯(14)を形成する、微粉状固形物(6)を浮遊製錬する浮遊溶解炉(1)において、
還元剤供給手段(16)は、微粉状固形物(6)および反応ガス(7)に加え、還元剤(13)を該浮遊溶解炉(1)内に供給し、
前記還元剤供給手段(16)は、該浮遊溶解炉(1)を使用中、還元剤(13)の集中流の形態で、還元剤(13)を前記反応シャフト(2)に生成される前記浮遊物(8)を通じて前記下部炉(3)の前記溶解物(10)の表面(9)に供給して、還元剤(13)を含有する還元帯(15)を前記下部炉(3)内にある前記溶解物(10)の前記収集帯(14)に形成するよう構成されていることを特徴とする浮遊溶解炉。 - 請求項16に記載の浮遊溶解炉(1)において、還元剤供給手段(16)は、還元剤(13)の集中流を該浮遊溶解炉(1)の前記下部炉(3)の内部から供給することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項16または17に記載の浮遊溶解炉(1)において、還元剤供給手段(16)は、還元剤(13)の集中流を該浮遊溶解炉(1)の前記反応シャフト(2)の内部から供給することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項16または18に記載の浮遊溶解炉(1)において、還元剤供給手段(16)は、還元剤(13)の集中流を該浮遊溶解炉(1)の前記反応シャフト(2)の上部から該浮遊溶解炉(1)の前記反応シャフト(2)内に供給することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項16ないし19のいずれかに記載の浮遊溶解炉(1)において、前記精鉱バーナー(5)は、還元剤(13)の集中流を供給する還元剤供給手段(16)を備えることを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項16ないし20のいずれかに記載の浮遊溶解炉(1)において、前記精鉱バーナー(5)は、
微粉状固形物(6)を前記反応シャフト(2)内に供給する供給パイプ(19)を有し、該供給パイプ(19)は前記反応シャフト(2)に対して開口するオリフィス(20)を有する微粉状固形物供給装置(18)と、
前記供給パイプ(19)内に同心円状に配設され、該供給パイプ(19)のオリフィス(20)を抜けて前記反応シャフト(2)内まで延伸する拡散装置(21)であって、該拡散装置(21)の周囲および該拡散装置(21)の周りを流動する微粉状固形物(6)に向けて拡散ガス(23)を送出する拡散ガス穴(22)を含む拡散装置(21)と、
反応ガス(7)を前記反応シャフト(2)内に供給し、環状放出口(25)を通じて前記反応シャフト(2)に開口し、該環状放出口(25)は前記供給パイプ(19)を同心円状に囲繞し、前記環状放出口(25)から放出される反応ガス(7)を、前記供給パイプ(19)の前記オリフィス(20)から放出され拡散ガス(23)によって側部に送られる微粉状固形物(6)と混合させて、前記反応シャフト(2)に微粉状固形物(6)および反応ガス(7)の浮遊物(8)を生成するガス供給装置(24)とを含むことを特徴とする浮遊溶解炉。 - 請求項21に記載の浮遊溶解炉(1)において、前記精鉱バーナー(5)は、還元剤供給手段(16)を前記精鉱バーナー(5)の前記拡散装置(21)内に配設される中央ランス(26)の形態で含み、該中央ランス(26)は前記反応シャフト(2)に対して開口する放出口(27)を有することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項16ないし22のいずれかに記載の浮遊溶解炉(1)において、還元剤供給手段(16)は、コークス、コークス粉、微細バイオマス、微粉炭、同様の微粉状固形物であり前記精鉱バーナーの前記微粉状固形物供給装置(18)によって供給されるもの、基底電子機器スクラップおよび/または回路基板片など、炭素および硫化物のうち少なくとも一方を含有する還元剤(13)の集中流を供給することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項16ないし23のいずれかに記載の浮遊溶解炉(1)において、還元剤供給手段(16)は、還元剤(13)を少なくとも前記反応ガス(7)の供給速度と同等の初期速度で供給し、好ましくは前記反応ガス(7)の供給速度の少なくとも2倍となる初期速度で供給することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項16ないし24のいずれかに記載の浮遊溶解炉(1)において、ガス供給装置(24)は、反応ガス(7)として酸素含有率が約50%ないし約100%である酸素富化ガスを使用することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項16ないし25のいずれかに記載の浮遊溶解炉(1)において、前記精鉱バーナー(5)は、微粉状固形物(6)および反応ガス(7)を前記反応シャフト(2)に供給し、これにより微粉状固形物(6)および反応ガス(7)から生成された浮遊物(8)が前記浮遊シャフト(2)に浮遊物の噴流(28)を形成するよう構成され、該浮遊物の噴流(28)は前記反応シャフト(2)の内部で前記下部炉(3)の方向に広がり、さらに前記浮遊物の噴流(28)は仮想の垂直中心軸(29)を有することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項26に記載の浮遊溶解炉(1)において、還元剤供給手段(16)は、還元剤(13)の集中流を実質的に前記浮遊物の噴流(28)の仮想垂直中心軸(29)方向および浮遊物の噴流(28)の仮想垂直中心軸(29)付近に供給し、還元剤の前記集中流における還元剤が前記溶解物の表面に被着する前に反応ガスに反応することを少なくとも部分的に抑制することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項16ないし27のいずれかに記載の浮遊溶解炉(1)において、還元剤供給手段(16)は、前記精鉱バーナーの前記微粉状固形物供給装置(18)によって供給される前記微粉状固形物の一部を前記反応シャフト(2)の反応ガス含有率が低い中央部に送って還元剤の集中流を形成することにより還元剤の集中流を供給し、前記精鉱バーナーの前記微粉状固形物供給装置(18)によって供給され前記反応シャフト(2)の反応ガス含有率の低い中央部の方向に送られる前記微粉状固形物の一部のうち少なくとも一部が、前記溶解物の表面に被着する前に反応ガスに反応することを抑制することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項16ないし28のいずれかに記載の浮遊溶解炉(1)において、制御手段は、前記反応ガス(7)の供給量を前記還元剤(13)の供給量に対して制御し、該浮遊溶解炉の前記浮遊物(8)の中心部を不足当量状態にすることを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項16ないし29のいずれかに記載の浮遊溶解炉(1)において、制御手段は、前記反応ガス(7)の供給量を前記還元剤(13)の供給量に対して制御し、該浮遊溶解炉の前記浮遊物(8)の中心部を当量状態または過剰当量状態にすることを特徴とする浮遊溶解炉。
- 微粉状固形物(6)を反応シャフト(2)内に供給する供給パイプ(19)を含み、該供給パイプ(19)は前記反応シャフト(2)に対して開口するオリフィス(20)を有する微粉状固形物供給装置(18)と、
前記供給パイプ(19)内に同心円状に配設され、該供給パイプ(19)の前記オリフィス(20)を抜けて前記反応シャフト(2)内まで延伸する拡散装置(21)であって、該拡散装置(21)の周囲および該拡散装置(21)の周りを流動する微粉状固形物(6)に向けて拡散ガス(23)を送出する拡散ガス穴(22)を含む拡散装置(21)と、
前記反応ガス(7)を前記反応シャフト(2)内に供給し、環状放出口(25)を通じて前記反応シャフト(2)に開口し、前記環状放出口(25)は前記供給パイプ(19)を同心円状に囲繞し、前記環状放出口(25)から放出される反応ガス(7)を、前記供給パイプ(19)の前記オリフィス(20)から放出され拡散ガス(23)によって側部に送られる微粉状固形物(6)と混合させて、前記反応シャフト(2)に微粉状固形物(6)および反応ガス(7)の浮遊物(8)を生成するガス供給装置(24)とを含む、反応ガス(7)微粉状固形物(6)を浮遊溶解炉(1)の反応シャフト(2)に供給する精鉱バーナー(5)において、
該精鉱バーナー(5)は、還元剤(13)の集中流を供給する還元剤供給手段(16)を備えることを特徴とする精鉱バーナー。 - 請求項24に記載の精鉱バーナー(5)において、該精鉱バーナーは、還元剤供給手段(16)を該精鉱バーナー(5)の前記拡散装置(21)内に配設された中央ランス(26)の形態で含み、該中央ランス(26)は前記反応シャフト(2)に対して開口する放出口(27)を有することを特徴とする精鉱バーナー。
- 請求項24または25に記載の精鉱バーナー(5)において、該精鉱バーナーは、還元剤供給手段(16)を還元剤供給手段(16)の形態で備え、該還元剤供給手段(16)は前記浮遊溶解炉(1)の前記反応シャフト(2)内で開口するノズル(17)を含むことを特徴とする精鉱バーナー。
- 微粉状固形物(6)を反応シャフト(2)に供給する供給パイプ(19)を含み、該供給パイプ(19)は前記反応シャフト(2)に対して開口するオリフィス(20)を有する微粉状固形物供給装置(18)と、
前記供給パイプ(19)内に同心円状に配設され、該供給パイプ(19)の前記オリフィス(20)を抜けて前記反応シャフト(2)内まで延伸する拡散装置(21)であって、該拡散装置(21)の周囲および該拡散装置(21)の周りを流動する微粉状固形物(6)に向けて拡散ガス(23)を送出する拡散ガス穴(22)を含む拡散装置(21)と、
前記反応ガス(7)を前記反応シャフト(2)内に供給し、環状放出口(25)を通じて前記反応シャフト(2)に開口し、前記環状放出口(25)は前記供給パイプ(19)を同心円状に囲繞し、前記環状放出口(25)から放出される反応ガス(7)を、前記供給パイプ(19)の前記オリフィス(20)から放出され拡散ガス(23)によって側部に送られる微粉状固形物(6)と混合させて、前記反応シャフト(2)内に微粉状固形物(6)および反応ガス(7)の浮遊物(8)を生成するガス供給装置(24)とを含む、請求項1ないし15のいずれかに記載の方法または請求項16ないし23のいずれかに記載の浮遊溶解炉(1)にて使用される精鉱バーナー(5)において、
該精鉱バーナー(5)は、還元剤(13)の集中流を供給する還元剤供給手段(16)を備えることを特徴とする精鉱バーナー。 - 請求項27に記載の精鉱バーナー(5)において、該精鉱バーナーは、還元剤供給手段(16)を精鉱バーナー(5)の前記拡散装置(21)内に配設された中央ランス(26)の形態で含み、該中央ランス(26)は前記反応シャフト(2)に対して開口する放出口(27)を有することを特徴とする精鉱バーナー。
- 請求項27または28に記載の精鉱バーナー(5)において、該精鉱バーナーは、還元剤供給手段(16)を還元剤供給手段(16)の形態で備え、該還元剤供給手段(16)は前記浮遊溶解炉(1)の前記反応シャフト(2)内で開口するノズル(17)を含むことを特徴とする精鉱バーナー。
- 反応ガス(7)の供給量を還元剤(13)の供給量に対して調整して、浮遊溶解炉(1)の前記反応シャフト(2)中の前記浮遊物(8)の中心部を不足当量状態にすることによって溶解物中の磁鉄鉱を削減する、請求項1ないし15のいずれかに記載の方法、請求項16ないし30のいずれかに記載の浮遊溶解炉または請求項31ないし36のいずれかに記載の精鉱バーナーの使用。
- 反応ガス(7)の供給量を還元剤(13)の供給量に対して調整して、前記浮遊溶解炉(1)の前記浮遊物(8)の中心部をさまざまな程度の当量状態にし、浮遊溶解炉の前記反応シャフト(2)における熱平衡を制御する、請求項1ないし15のいずれかに記載の方法、請求項16ないし30のいずれかに記載の浮遊溶解炉または請求項31ないし36のいずれかに記載の精鉱バーナーの使用。
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