JP2022164285A - ロータリーキルンの操業方法 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料として石炭を用いるロータリーキルンにおいて、未燃のままロータリーキルンから排出される石炭の揮発分を減少させて、下流工程側の他の加熱炉内への揮発分の侵入を抑制し、排ガス温度の過剰な上昇に起因する下流側の設備の損傷を防止すること。
【解決手段】石炭Ｃを投入する加熱炉であって、且つ、他の加熱炉が下流工程側に更に連接されているロータリーキルン１の操業方法において、石炭Ｃの水分率は１０重量％以上であって、ロータリーキルン１内に投入する石炭Ｃの粒度分布を細粒化する前処理を行う、ロータリーキルンの操業方法とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータリーキルンの操業方法に関する。本発明は、詳しくは、フェロニッケル製錬において原料のニッケル酸化鉱の焼成乾燥処理を行う乾燥・還元用ロータリーキルンの操業に、特に好ましく適用することができる、ロータリーキルンの操業方法に関する。

鉄とニッケルの合金であるフェロニッケル製錬において、原料として用いられるニッケル酸化鉱は、乾燥・還元用ロータリーキルンを用いて水分を除去しながら行われる部分還元工程を経て、熔融・還元を行う電気炉へと装入されている。

ロータリーキルンを用いて行われる上記の焼成乾燥処理においては、ロータリーキルンの排出端に設けられたバーナーで焚かれる重油の他、還元剤としても用いられる石炭が熱源として用いられている。これらの燃料のうち、高価な重油の使用量を抑えるために、還元剤としての石炭を、ロータリーキルンの途中から装入する操業方法も行われている（特許文献１参照）。石炭をロータリーキルンの途中から装入することにより、当該ロータリーキルンの高温部分に石炭を供給して、石炭に含まれる揮発分を効率よく燃焼させることができるからである。

しかしながら、上記の装入方法を採用した場合であっても、尚、ロータリーキルンから排出される石炭には未燃の揮発分が残存する。この揮発分を含む石炭は、ロータリーキルンの下流工程側に設けられる電気炉内に導入される。そして、この不要な揮発分の燃焼によって、電気炉から排出される排ガスの温度が過剰に上昇して、排ガス煙道を損傷させることが問題となっていた。

例えば、電気炉の出力を下げることによって、排ガス温度を低下させることはできる。しかしながら、電気炉の出力を下げることは、プロセス全体の生産性を低下させることになる。従って、実操業において電気炉の出力を低下させずに、上記の排ガス温度の上昇を回避する手段が求められていた。

特開２０１４－１４１７１９号公報

本発明は、燃料として石炭を用いるロータリーキルンにおいて、未燃のままロータリーキルンから排出される石炭の揮発分を減少させて、下流工程側の他の加熱炉内への揮発分の侵入を抑制し、当該他の加熱炉から排出される排ガス温度の過剰な上昇に起因する下流側の煙道設備等の損傷を防止することを目的とする。

本発明者らは、ロータリーキルンに投入する石炭の粒度分布を最適化することによって、上記課題を解決することができることに想到し、本発明を完成させるに至った。本発明は、具体的には、以下のものを提供する。

（１） 石炭を投入する加熱炉であって、且つ、他の加熱炉が下流工程側に更に連接されているロータリーキルンの操業方法であって、前記石炭の水分率は１０重量％以上であって、前記ロータリーキルン内に投入する前記石炭の粒度分布を細粒化する前処理を行う、ロータリーキルンの操業方法。

（１）のロータリーキルンの操業方法によれば、未燃のままロータリーキルンから排出される石炭の揮発分を減少させることができる。これにより、下流工程側の他の加熱炉内への揮発分の不要な侵入を抑制することができる。これにより、下流工程側の他の加熱炉の処理効率を維持したまま、当該加熱炉から排出される排ガスの不要な温度上昇を防ぐことができる。

（２） 前記前処理によって、前記ロータリーキルンへの投入前における前記石炭の粒度分布を、粒径１０ｍｍ以下の割合が９５％以上の分布とする、（１）に記載のロータリーキルンの操業方法。

（２）のロータリーキルンの操業方法によれば、（１）に記載のロータリーキルンの操業方法の奏する上述の効果を、より高い確度で安定的に享受することができる。

（３） ロールクラッシャーを用いて前記前処理を行う、（１）又は（２）に記載のロータリーキルンの操業方法。

（３）のロータリーキルンの操業方法によれば、石炭の粒度分布を簡易な操作で安定的に所定範囲内に維持することができる。これにより、（１）又は（２）に記載のロータリーキルンの操業方法の奏する上述の効果を容易且つ安定的に享受することができる。

（４） 前記ロータリーキルンは、フェロニッケル製錬において、原料のニッケル酸化鉱の部分還元工程を行う乾燥・還元用ロータリーキルンである、（１）から（３）の何れかに記載のロータリーキルンの操業方法。

（４）のロータリーキルンの操業方法によれば、（１）から（３）の何れかに記載のロータリーキルンの操業方法の奏する上記効果を享受して、フェロニッケル製錬の製造において生産性の向上に寄与することができる。

（５） 前記他の加熱炉が電気炉である、（１）から（４）の何れかに記載のロータリーキルンの操業方法。

（５）のロータリーキルンの操業方法によれば、ロータリーキルンによる焼成乾燥処理と、電気炉による還元熔解処理を連続的に行う、工業設備において問題となっていた、電気炉から排出される排ガスの過剰な温度上昇に起因する各設備の損傷を防止することができる。

本発明の、ロータリーキルンの操業方法によれば、燃料として石炭を用いるロータリーキルンにおいて、未燃のままロータリーキルンから排出される石炭の揮発分を減少させることができる。又、これにより、下流工程側の他の加熱炉内への揮発分の侵入を抑制して、当該他の加熱炉から排出される排ガス温度の過剰な上昇に起因する下流側の煙道設備等の損傷を防止することができる。

フェロニッケル製錬の全体プロセスにおいて用いられる乾燥・還元用ロータリーキルンにおいて、本発明のロータリーキルンの操業方法を実施する場合の、実施態様の一例を、模式的に示す図である。 本発明を好ましい態様で実施することができるロータリーキルンの他の一例であって、石炭を投入するためのスクープフィーダーを有するロータリーキルンの断面構成図である。 本発明を実施するための粉砕機として好ましく用いることができるロールクラッシャーの構造の説明図である。

以下、本発明の「ロータリーキルンの操業方法」の具体的な実施形態について説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で下記以外の形態・態様での実施が可能である。

＜フェロニッケル製錬の全体プロセス＞
本発明のロータリーキルンの操業方法（以下、単に「ロータリーキルンの操業方法」とも言う。）は、「フェロニッケル製錬の全体プロセス」において、部分還元処理を施す工程（部分還元工程）を行うロータリーキルン（乾燥・還元用ロータリーキルン）を、特に好ましい実施対象とする操業方法である。但し、「ロータリーキルンの操業方法」の技術的範囲は、このような特定のロータリーキルンでの実施に限定はされない。この「ロータリーキルンの操業方法」は、石炭を燃焼させる加熱炉であり、尚且つ、下流工程側に更に他の加熱炉が連接されている、各種のロータリーキルンにおいて、広く実施することができるプロセスである。

尚、本明細書において「他の加熱炉が下流工程側に更に連接されているロータリーキルン」とは、上流工程側に設置されている加熱炉であるロータリーキルンからの高温の排出物が、その下流工程側に設置されている「他の加熱炉」に投入される態様で両設備が連動して稼働するように設置されていることを意味するものであり、例えば、上記態様で連動して稼働するロータリーキルンと他の加熱炉が、ベルトコンベア等の搬送装置を間に介して連接していても、当然に「他の加熱炉が下流工程側に更に連接されているロータリーキルン」であり、本発明の実施対象である。

上述の「フェロニッケル製錬の全体プロセス」は、ニッケル酸化鉱石（以下単に「鉱石」ともいう）を原料とし、少なくとも、部分還元工程と熔融還元工程を必須の工程とするプロセスである。このプロセスでは、ニッケル品位２０重量％程度のフェロニッケルを生産することができる。又、このプロセスにおいては、必要に応じて、上記の部分還元工程に先行する乾燥工程、上記の熔融還元工程に続く脱硫工程も更に行われる。

［部分還元工程］
部分還元工程は、鉱石中の水分（付着水、結晶水分）を完全に除去するとともに部分還元した鉱石（以下「焼鉱」とも言う）を生成する工程である。部分還元工程においては、水分率を２０重量％程度にまで乾燥させた鉱石に対して、還元剤（石炭）、及び、必要に応じて熔剤を更に添加し、これらを乾燥・還元用ロータリーキルに投入して、８００℃以上９００℃以下程度の焼成温度で焼成して焼鉱を得る。

この部分還元工程を、本発明の「ロータリーキルンの操業方法」によって行うことにより、引き続いて行われる熔融還元工程を行う電気炉内に、石炭の揮発分が侵入することを抑制して、電気炉から排出される排ガス温度の過剰な上昇に起因する煙道設備等の損傷を防止することができる。

［熔融還元工程］
熔融還元工程は、部分還元工程で生成した焼鉱を電気炉に投入して、同炉内で熔融還元し、フェロニッケル（メタル）とスラグとを生成させる工程である。この工程で産出されるフェロニッケル熔体は、鉄を主成分とし、炭素質還元剤の設定量に応じて１６重量％以上２５重量％以下程度の品位でニッケルを含有する。電気炉については図示を省略したが、熔融還元を行う電気炉の具体例としては、公知の「三相交流電極式円形電気炉」を挙げることができる。

＜ロータリーキルンの操業方法＞
「ロータリーキルンの操業方法」は、上述した通り、「フェロニッケル製錬の全体プロセス」において部分還元工程を行う、乾燥・還元用ロータリーキルンを操業する方法として、好ましく実施することができる操業方法である。

［石炭］
又、「ロータリーキルンの操業方法」は、ロータリーキルンに投入する燃料として、一定以上の水分を含む石炭、具体的には、水分率が１０重量％以上の石炭を用いる場合に有効な操業方法である。

ここで、フェロニッケル製錬工場において還元剤として用いる石炭は、通常、運送中も含めて屋外に保管されていて、水分率が１０重量％以上の状態でロータリーキルンに投入されることが一般的な状況となっている。従って、「ロータリーキルンの操業方法」においては、フェロニッケル製錬に通常用いられる石炭を、多くの場合において、そのまま採用することができる。又、水分率が１０質量％未満の乾燥した状態の石炭であっても、前処理直後の段階までに、水分率が１０重量％以上となるように何らかの加湿処理を施すことによって、本発明の方法を実施するための石炭として用いることができる。

「ロータリーキルンの操業方法」において好適に用いることができる石炭の組成は、水分率が１０重量％以上であればよく、水分が１０重量％以上１５重量％以下、揮発分が２５重量％以上４０重量％以下、石炭から揮発分が抜けた後の石炭中の炭素（以下、「固定炭素」と言う。）が４０重量％以上６０重量％以下、灰分が１０重量％以上２０重量％以下であることが好ましい。尚、本明細書において「石炭に含まれる揮発分」とは、ＪＩＳ規格の工業分析により測定される値のことを言い、具体的には、空気中、室温で乾燥した試料を用い、空気と接触させずに９００℃で７分間加熱したときの質量減少率から、同時に定量した水分を差し引いた値のことを言う。

［粉砕機及び石炭の前処理］
図１は、上述の「フェロニッケル製錬の全体プロセス」において用いられる乾燥・還元用ロータリーキルンにおいて、本発明の「ロータリーキルンの操業方法」を実施する場合の、実施態様の一例を、模式的に示す図である。「ロータリーキルンの操業方法」は、上記のように一定以上の水分を含む石炭を、ロータリーキルンへの投入前に、粒度分布が所定範囲の分布となるように細粒化する前処理を必須の工程として行うことを主たる特徴とする操業方法である。

図１に示すように、「ロータリーキルンの操業方法」において、ロータリーキルン１に投入する石炭は、粉砕機による前処理によって細粒化される。石炭を粉砕する前処理に用いる粉砕機は、特段限定されず、公知の各種の粉砕機、具体的には、ジョークラッシャー、ジャイレトリ粉砕機、ディスク粉砕機等を、適宜選択して用いることができる。但し、「ロータリーキルンの操業方法」においては、上記の各種機器の中でも、ロールクラッシャー２を用いることが好ましい。ロールクラッシャーとは図３に示すように、互いに逆方向に回転する２本のロール２１Ａ、２１Ｂ間に被粉砕物を通して圧縮による粉砕を行う粉砕機である。

ロールクラッシャー２は、２本のロールのうち、一方のロール２１Ａの外表面にロール２１Ａの長手方向に延びる粉砕歯２２がロール面の周方向に等間隔に配置されている。２本のロール２１Ａ、２１Ｂの中心軸間の距離を調節することにより、対向する２本のロール２１Ａ、２１Ｂの各ロール面との隙間Ｃ１と、ロール２１Ａに設けられた粉砕歯２２、及びこの粉砕歯２２に対向するロール２１Ｂのロール面との隙間Ｃ２と、を調節することができる。好ましい一例として、ロールの外径は７６０ｍｍであり、粉砕歯の高さは７ｍｍである。

例えば、ロールクラッシャー２の粉砕歯２２の高さが７ｍｍである場合、２本のロール２１Ａ、２１Ｂの各ロール面との隙間Ｃ１が９ｍｍとなるように２本のロールの中心軸間の距離を調節することにより、粉砕歯２２とこの粉砕歯２２に対向するロール２１Ｂのロール面との隙間Ｃ２を２ｍｍに調節することができる。上記の大きさに隙間が調節されたロールクラッシャー２に石炭Ｃを装入すると、粉砕歯２２が配置されている箇所を通過する石炭Ｃは２ｍｍの隙間を通過できる大きさに粉砕され、粉砕歯２２が配置されていない箇所を通過する石炭は９ｍｍの隙間を通過できる大きさに粉砕され、細粒化された石炭ｃとなる。

ロールクラッシャー２は、２本のロール２１Ａ、２１Ｂの各ロール面との隙間Ｃ１の大きさと、ロール２１Ａに設けられた粉砕歯２２、及びこの粉砕歯２２に対向するロール２１Ｂのロール面との隙間Ｃ２の大きさとを調節することができる。そして、これらの隙間を最適化することにより、石炭Ｃを、所望の粒径分布を有した細粒化された石炭ｃの状態に粉砕することができる。尚、ロールクラッシャー２は、「中心軸間の距離が互いに離間する方向にロールを移動させ、対向する２本のロール２１Ａ、２１Ｂ間の隙間Ｃ１と、粉砕歯２２とこの粉砕歯２２に対向するロール２１Ｂとの隙間Ｃ２と、を拡大する機構」を有するものであってもよい。

粉砕機としてロールクラッシャー２を用いることにより、例えば、粉砕後の粒径が１０ｍｍ以下となる石炭の割合が所望の割合を超えるように、隙間Ｃ１や隙間Ｃ２の大きさを調節することができる。ここで、粒径が１０ｍｍ以下の石炭とは、目開きが１０ｍｍの篩を通過することのできる石炭であることを意味する。具体的に説明すると、例えば、２本のロール２１Ａ、２１Ｂの外径が７６０ｍｍであり、粉砕歯の高さが７ｍｍである場合には、隙間Ｃ２の大きさを４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍに隙間を狭めていくことにより、粉砕後の石炭ｃにおいて、粒径が１０ｍｍ以下となる石炭の粒の割合を７０．４％、７４．５％、９７．３％に増加させることができる。つまり、目開きが１０ｍｍの篩を通過することのできる石炭の割合を７０．４％、７４．５％、９７．３％に増加させることができる。

上記の前処理においては、ロータリーキルンへの投入前における石炭の粒度分布が、粒径１０ｍｍ以下の割合が７０％以上の分布となるように粉砕することが好ましく、同割合が９５％以上の分布となるように粉砕することがより好ましい。粒径１０ｍｍ以下の石炭の割合をこのように増加させることにより、電気炉内への揮発分の侵入を抑制して電気炉から排出される排ガスの温度上昇を抑制することができる。尚、本明細書における石炭の粒度分布（％）は、各粒径範囲毎の石炭の相対量（質量比）のことを言うものとする。

尚、例えば、水分率が５重量％程度の乾燥した石炭を粉砕して上記のような粒度分布にまで細粒化した場合には、粉砕後、ロータリーキルンへの投入までの段階での発塵のリスクがあるが、本発明の「ロータリーキルンの操業方法」においては、石炭の水分率を１０重量％以上に限定することによって、細粒化による発塵のリスクを回避しつつ、ロータリーキルン１内に投入される石炭に含まれる揮発分を効果的に燃焼させて、ロータリーキルン１から排出される石炭に含まれる揮発分の割合を減少させることができる。

［ロータリーキルンへの石炭の搬送と投入］
尚、図１に示すように、上述の「前処理」を経て細粒化された石炭ｃは、パイプコンベア３を経由してホッパー４に貯留される。そして、ホッパー４から定量切り出しされた粒体状の石炭ｃが、投炭用コンベア５を経由して石炭供給口１２からロータリーキルン１に投入される。このロータリーキルン１への粒体状の石炭ｃの投入量は、ホッパー４による定量切り出し量を必要に応じて調整することによって適切に制御することができる。

又、本発明の「ロータリーキルンの操業方法」を実施する場合、ロータリーキルン１への石炭搬送路は、パイプコンベア３で構成することが好ましい。構造的に、密閉構造であり、被運搬物が粉状等の発塵性があるものを運搬することに適しているパイプコンベア３を採用することにより、上記の「前処理」によって細粒化された石炭の発塵による周辺への飛散を、より確実に防止することができる。

［ロータリーキルン］
図１に示すように、ロータリーキルン１は、大型の円筒形状の回転式加熱炉である。又、ロータリーキルン１は、その装入端１１から排出端１３に向かって下方に傾斜して設けられている。ロータリーキルン１においては、装入端１１から原料の乾燥鉱石が装入され、その乾燥鉱石がその回転する胴体部内を排出端１３の方向へ移動する。又、ロータリーキルン１においては、通常、排出端１３側に重油バーナー等の加熱用のバーナー１４が設置されていて、バーナー１４で焚かれた化石燃料の燃焼熱が、乾燥鉱石とは逆方向に流れることで、乾燥鉱石を向流加熱する。

ロータリーキルン１の炉内温度は、特に限定されないが、排出端１３における鉱石温度が７００℃以上９００℃以下程度、且つ、装入端１１における排ガス温度が２５０℃以上４００℃以下程度となるように維持することが好ましい。上記温度を上述の各下限温度以上に維持することで、投入した石炭中の揮発分や固定炭素を十分に燃焼させることができる。又、上記温度を上述の各上限温度以下に維持することで、ロータリーキルン１の内壁におけるベコの発生を防ぐことができる。

又、ロータリーキルン１の回転数も、特に限定されないが、０．５ｒｐｍ以上１．５ｒｐｍ以下程度の回転数とすることが好ましい。ロータリーキルン１の回転数が０．５ｒｐｍ未満では、ロータリーキルン１の内部での撹拌力が弱くなり、投入した石炭が原料とする乾燥鉱石の中に埋まっている状態でゆっくりと円周方向を滑りながら、少しずつ装入端１１側から排出端１３側に移動するようになる。このような場合、石炭表面とロータリーキルン１内の空気との接触が不十分となり、投入した石炭中の揮発分や固定炭素を燃焼させることが困難となる懸念がある。一方、ロータリーキルンの回転数が１．５ｒｐｍを超えると、ロータリーキルン１の内部での撹拌力が強くなり、ロータリーキルン１内に装入された原料の乾燥鉱石がロータリーキルン１内で舞い上がり、ダストとして排ガスとともに装入端１１から排出されて、排出端１３から得られる焼鉱の実収率が低下する懸念がある。

尚、ロータリーキルン１の大きさは、特に限定されないが、フェロニッケル製錬において乾燥・還元用としては、内径４．５ｍ以上６．５ｍ以下程度、全長１００ｍ以上１５０ｍ以下程度のものが好ましく用いられている。内径が４．５ｍ未満、又は、全長が１００ｍ未満のロータリーキルンでは、ロータリーキルン内で鉱石を乾燥し、部分的な還元を行うために必要な時間を十分に確保することが困難となり、効果的な処理を行うことができなくなる懸念がある。一方で、内径が６．５ｍ超え、又は、全長が１５０ｍ超えのロータリーキルンでは、そのロータリーキルンを設置するための設備投資や、維持するための費用が増加してしまい、経済性の観点から好ましくない。

図２は、本発明を好ましい態様で実施することができるロータリーキルンの他の一例であって、石炭を投入するためのスクープフィーダーを有するロータリーキルンの断面構成図である。スクープフィーダーは、ロータリーキルン１Ａにおいて乾燥鉱石の移動方向（ロータリーキルン本体の長手方向）の途中の位置に設けられる。図２に示すように、ロータリーキルン１Ａは、回転する胴体部１５と、その胴体部１５を覆う外殻１６とから構成されており、胴体部１５の所定の位置にスクープフィーダー１７が設けられている。

スクープフィーダーを有するロータリーキルン１Ａは、胴体部１５内に、原料となる乾燥鉱石ｏが装入されて、その胴体部１５の回転に伴って装入端１１から排出端１３へと乾燥鉱石ｏが移動する。又、このロータリーキルン１Ａにおいては、その胴体部１５と外殻１６とにより空間部１６Ｒが形成されており、その外殻１６に設けられた石炭供給口１２Ａを介して、空間部１６Ｒ内に石炭ｃが装入される。

スクープフィーダー１７は、例えばＬ字形状の管で形成されており、Ｌ字形状の曲部を有する先端部１７１で石炭を掬い上げ、掬い上げた石炭をＬ字形状の直線部１７２を構成する管内に通過させて胴体部１５の内部に供給する。より具体的には、スクープフィーダー１７は、所定の箇所で胴体部１５に固定されており、Ｌ字形状の曲部を有する先端部１７１が胴体部１５と外殻１６とで形成される空間部１６Ｒ内に位置している。このスクープフィーダー１７では、スクープフィーダー１７を固定した胴体部１５の回転に伴って、空間部１６Ｒ内に装入された石炭が先端部１７１を介して掬い上げられてスクープフィーダー１７内に取り込まれる。そして、このスクープフィーダー１７が胴体部１５の回転に伴って胴体部１５の上方部に位置したときに、重力の作用によって、スクープフィーダー１７内に取り込まれた石炭がＬ字形状の直線部１７２を構成する管内を通過して、胴体部１５の内部に供給される。

尚、ロータリーキルン１（１Ａ）において、乾燥鉱石の移動方向（ロータリーキルンの本体の長手方向）における石炭供給口１２（１２Ａ）の設置位置は、ロータリーキルン本体の内部の温度が９００℃以上１２００℃程度以下となる位置の直上或いはその近傍位置とすることが好ましい。ロータリーキルン１Ａにおいて、この位置から石炭を投入することによって、石炭中の揮発分と固定炭素とを効率的に燃焼させることができる。

又、石炭供給口１２（１２Ａ）の設置位置は、上述した位置の中でも、特には、「排出端１３からロータリーキルンの全長の２／１０の長さだけ離れた位置」から「排出端１３からロータリーキルンの全長の５／１０の長さだけ離れた位置」とすることが、より好ましい。石炭を投入する位置が、「排出端１３からロータリーキルンの全長の２／１０の長さだけ離れた位置」よりも排出端１３に近い場合、投入された石炭のロータリーキルン１内での滞留時間が短くなることにより、石炭の昇温時間が足りず昇温不十分となり、石炭中の揮発分や固定炭素を燃焼させることが困難となる懸念がある。一方、「排出端１３からロータリーキルンの全長の５／１０の長さだけ離れた位置」よりも装入端１１に近い場合では、ロータリーキルン１内の温度の低い箇所に石炭が投入されることになるため、水分が完全に除かれていない鉱石層の中に石炭が分散し、その石炭の表面が水分を含んだ鉱石で覆われてしまうことにより、排出端１３に向かう移動の過程で昇温しても、石炭と空気との接触を十分に行わせることができず、石炭中の揮発分や固定炭素を燃焼させることが困難となる懸念があるからである。

以下、試験操業による実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
フェロニッケル製錬において、内径４．８ｍ、長さ１０５ｍのロータリーキルン（乾燥・還元用ロータリーキルン）を用いて、乾燥鉱石に対する焼成乾燥処理を行った。１．５ｒｐｍの回転数で回転しているロータリーキルン内への石炭の投入は、排出端からロータリーキルン本体の全長の２／１０の長さだけ離れた位置に設けられるスクープフィーダーを介して行った。ここで、石炭の粒度分布は以下のように調節した。先ず、外径が７６０ｍｍの一対のロールを有するロールクラッシャーにおいて、一方のロールに設けられた粉砕歯（高さ７ｍｍ）と、他方のロールのロール面との隙間を２ｍｍに調節し、当該ロールを１１０ｒｐｍの速さで回転させ、ここに下記の表１に記載の流動分布を有する石炭（水分１５重量％）を装入して粉砕した。

粉砕された石炭からサンプルを抜き取り、目開きが１０ｍｍの篩を用いて篩分けを行い、粉砕した石炭の粒径分布を調査したところ、粒径が１０ｍｍ以下の石炭の割合が９７．３％となっていた（表２参照）。

次いで、得られた石炭は、エプロンフィーダを用いてロータリーキルンの長手方向の中央部に設けられているスクープフィーダーまで搬送し、そのスクープフィーダーを介して、３．６ｔ／ｈの投入速度で１．５ｒｐｍの回転数で回転しているロータリーキルン内へ投入した。この位置におけるロータリーキルン内の温度は１２００℃であった。

上記の手順で、乾燥鉱石の乾燥・還元処理を行い焼鉱とした後、未燃焼の揮発分を含む石炭とともに電気炉に装入し、５００ｋｗｈ／Ｄｒｙ－ｔｏｎの電力を投入することにより、この焼鉱を還元、熔解してフェロニッケルを生成させた。このとき、電気炉から排出される排ガスの温度を排ガス煙道入口で調査したところ、８１２℃であった（表２参照）。

［実施例２］
一方のロールに設けられた粉砕歯（高さ７ｍｍ）と、他方のロールとの隙間を３ｍｍに調節した以外は、実施例１と同様にして試験を行った。その結果、粉砕して得られた石炭の粒径分布、及び、電気炉から排出される排ガスの温度は、下記表２に記載する通りであった。

［実施例３］
一方のロールに設けられた粉砕歯（高さ７ｍｍ）と、他方のロールとの隙間を４ｍｍに調節した以外は、実施例１と同様にして行った。その結果、粉砕して得られた石炭の粒径分布、及び、電気炉から排出される排ガスの温度は、下記表２に記載する通りであった。

表２に示す結果から、ロータリーキルン内に投入される石炭を細粒化することにより、ロータリーキルンから排出される石炭に含まれる揮発分を減少させて、電気炉から排出される排ガスの温度上昇を抑制できることがわかる。特に実施例１においては、排ガスの温度上昇が実施例２に比して４８℃、更には、実施例３に比して８６℃抑制することができていることがわかる。このように、本発明のロータリーキルンの操業方法は、ロータリーキルン内で揮発分を効果的に燃焼させて、電気炉から排出される排ガスの温度上昇を抑制することができることが確認された。

１ ロータリーキルン
１１ 装入端
１２、１２Ａ 石炭供給口
１３ 排出端
１４ バーナー
１５ 胴体部
１６ 外殻
１６Ｒ 空間部
１７ スクープフィーダー
１７１ 先端部
１７２ 直線部
２ ロールクラッシャー
２１（２１Ａ、２１Ｂ） ロール
２２ 粉砕歯
３ パイプコンベア
４ ホッパー
５ 投炭用コンベア

Claims (5)

1. 石炭を投入する加熱炉であって、且つ、他の加熱炉が下流工程側に更に連接されているロータリーキルンの操業方法であって、
   前記石炭の水分率は１０重量％以上であって、
   前記ロータリーキルン内に投入する前記石炭の粒度分布を細粒化する前処理を行う、ロータリーキルンの操業方法。
2. 前記前処理によって、前記ロータリーキルンへの投入前における前記石炭の粒度分布を、粒径１０ｍｍ以下の割合が９５％以上の分布とする、
   請求項１に記載のロータリーキルンの操業方法。
3. ロールクラッシャーを用いて前記前処理を行う、
   請求項１又は２に記載のロータリーキルンの操業方法。
4. 前記ロータリーキルンは、フェロニッケル製錬において、原料のニッケル酸化鉱を乾燥するとともに部分還元を行うロータリーキルンである、
   請求項１から３の何れかに記載のロータリーキルンの操業方法。
5. 前記他の加熱炉が電気炉である、
   請求項１から４の何れかに記載のロータリーキルンの操業方法。

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