JP2774265B2 - 硫化物材料の乾式製錬のための浴機構 - Google Patents
硫化物材料の乾式製錬のための浴機構Info
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
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- F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に非鉄硫化
物材料の乾式製錬処理に関し、より詳しくは、卑金属硫
化物材料を粗金属または高級マットに連続的または半連
続的に転換および／または製錬するための、低粉塵浴機
構および関連する方法に関する。
物材料の乾式製錬処理に関し、より詳しくは、卑金属硫
化物材料を粗金属または高級マットに連続的または半連
続的に転換および／または製錬するための、低粉塵浴機
構および関連する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】卑金属硫化物材料用の多くの連続式また
は半連続式転換方法が提案されている。これらの方法は
おおまかに、浴およびフラッシュ転換製法に分類され
る。前者の群には、米国特許第５，２８１，２５２号、
第５，２１５，５７１号、および第５，１８０，４２３
号（Inco法）に記載されている様な硫化銅からセミブリ
スター銅への、および鉄含有卑金属材料から粗金属また
は高級材料への連続的（または半連続的）転換、および
カナダ特許第５５２，３１９号および第９５４，７００
号（三菱法）に記載されている様な連続銅転換がある。
Inco法では固体の卑金属硫化物材料を転炉に供給するの
に対し、三菱法では溶融マットを転炉に供給する。Inco
法および三菱法の転換装置の両方で、ランスを使用して
酸化性ガスを溶融浴上に吹き付ける。後者の群には、In
coおよびKennecott-Outokumpu フラッシュ転換法があ
る。これらの両方の場合、細かく粉砕した高級銅マット
が溶融浴上の懸濁液中で酸化性ガスと反応する。
は半連続式転換方法が提案されている。これらの方法は
おおまかに、浴およびフラッシュ転換製法に分類され
る。前者の群には、米国特許第５，２８１，２５２号、
第５，２１５，５７１号、および第５，１８０，４２３
号（Inco法）に記載されている様な硫化銅からセミブリ
スター銅への、および鉄含有卑金属材料から粗金属また
は高級材料への連続的（または半連続的）転換、および
カナダ特許第５５２，３１９号および第９５４，７００
号（三菱法）に記載されている様な連続銅転換がある。
Inco法では固体の卑金属硫化物材料を転炉に供給するの
に対し、三菱法では溶融マットを転炉に供給する。Inco
法および三菱法の転換装置の両方で、ランスを使用して
酸化性ガスを溶融浴上に吹き付ける。後者の群には、In
coおよびKennecott-Outokumpu フラッシュ転換法があ
る。これらの両方の場合、細かく粉砕した高級銅マット
が溶融浴上の懸濁液中で酸化性ガスと反応する。
【０００３】上記の方法はすべて、伝統的なPeirce-Smi
thバッチ転換法より大きく進歩しているが、これらの方
法にも欠点がある。三菱の連続転炉の運転は、溶融マッ
トの供給に依存しており、そのために、一次製錬が中断
すると、製造が完全に停止する。この方法に使用する非
常に攻撃的な石灰フェライトスラグによる転炉耐火物の
浸蝕および腐食も問題であるが、これは転炉の壁に水冷
式銅ブロックを集中的に使用することにより、ある程度
軽減されている。Incoの硫化銅浴転換法では、注入羽口
の摩耗により転炉の生産性が制限される。その上、米国
特許第５，１８０，４２３号に記載されている機構の特
殊な幾何学的構造により、容器の末端壁と排気出口の間
に比較的高い空間速度が生じ、その結果、細かく粉砕し
た材料を浴表面上に単純に落下させて供給することによ
り、大量の粉塵が発生する。その上、この幾何学的構造
により、吹込みランスの数が２個に制限され、鉄含有マ
ットを転換する場合、浴表面の適切な区域へ酸化性ガス
を効果的に供給することができず、そのためにスラグの
過剰酸化が起こることがある（米国特許第５，２１５，
５７１号）。著しい粉塵発生は、特に高級銅マット（ホ
ワイトメタル）を処理する場合、フラッシュ転換に固有
の問題である。
thバッチ転換法より大きく進歩しているが、これらの方
法にも欠点がある。三菱の連続転炉の運転は、溶融マッ
トの供給に依存しており、そのために、一次製錬が中断
すると、製造が完全に停止する。この方法に使用する非
常に攻撃的な石灰フェライトスラグによる転炉耐火物の
浸蝕および腐食も問題であるが、これは転炉の壁に水冷
式銅ブロックを集中的に使用することにより、ある程度
軽減されている。Incoの硫化銅浴転換法では、注入羽口
の摩耗により転炉の生産性が制限される。その上、米国
特許第５，１８０，４２３号に記載されている機構の特
殊な幾何学的構造により、容器の末端壁と排気出口の間
に比較的高い空間速度が生じ、その結果、細かく粉砕し
た材料を浴表面上に単純に落下させて供給することによ
り、大量の粉塵が発生する。その上、この幾何学的構造
により、吹込みランスの数が２個に制限され、鉄含有マ
ットを転換する場合、浴表面の適切な区域へ酸化性ガス
を効果的に供給することができず、そのためにスラグの
過剰酸化が起こることがある（米国特許第５，２１５，
５７１号）。著しい粉塵発生は、特に高級銅マット（ホ
ワイトメタル）を処理する場合、フラッシュ転換に固有
の問題である。
【０００４】Noranda, El TenienteおよびVanyukov製法
の様な他の浴式連続または半連続製錬および転換法もあ
るが、これらは製錬または転換容器に酸化性ガスおよび
固体原料までも供給するための羽口を使用する。これら
の方式では、所望の製品、例えばブリスター銅、が同時
に高度に酸化されたスラグを生じる場合、スラグの発泡
が起こることがある。三菱の製錬炉および最近開発され
た、酸化性ガスを高速度で吹き込み、浴を強く攪拌する
ためのランスを使用するIsasmelt(AusmeltまたはSirosm
elt とも呼ばれる）製法もこれに関連している。耐火物
の摩耗およびランスの急速な消耗がこれらの方法に付随
する難点である。譲受人は、表面の下から浴を攪拌する
ために転炉中に多孔質のプラグを使用する方法を開発し
た。上吹き技術は、酸素含有ガスを多孔質プラグの真上
の区域に向けるために開発された（米国特許第５，１８
０，４２３号および第５，２１５，５７１号）。しか
し、米国特許第５，２８１，２５２号に記載されている
様に、粉塵発生は依然として問題になっている。
の様な他の浴式連続または半連続製錬および転換法もあ
るが、これらは製錬または転換容器に酸化性ガスおよび
固体原料までも供給するための羽口を使用する。これら
の方式では、所望の製品、例えばブリスター銅、が同時
に高度に酸化されたスラグを生じる場合、スラグの発泡
が起こることがある。三菱の製錬炉および最近開発され
た、酸化性ガスを高速度で吹き込み、浴を強く攪拌する
ためのランスを使用するIsasmelt(AusmeltまたはSirosm
elt とも呼ばれる）製法もこれに関連している。耐火物
の摩耗およびランスの急速な消耗がこれらの方法に付随
する難点である。譲受人は、表面の下から浴を攪拌する
ために転炉中に多孔質のプラグを使用する方法を開発し
た。上吹き技術は、酸素含有ガスを多孔質プラグの真上
の区域に向けるために開発された（米国特許第５，１８
０，４２３号および第５，２１５，５７１号）。しか
し、米国特許第５，２８１，２５２号に記載されている
様に、粉塵発生は依然として問題になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の非鉄硫化物材料の乾式製錬処理に伴う粉塵発生を著し
く軽減するための処理機構を提供することである。
の非鉄硫化物材料の乾式製錬処理に伴う粉塵発生を著し
く軽減するための処理機構を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明において上吹き、
底部攪拌式の転換容器は、容器の基部に配置された多孔
質プラグを含む。多孔質プラグの影響により生じる円の
少なくとも１個の中心に向けて、またはその中に向け
て、浴の表面上に酸化性ガスを吹き付ける。多孔質プラ
グから上昇するガス流が、スラグ層を通して多孔質プラ
グの影響により生じる円または「バスアイ」（bath ey
e ）を開き、その下にある新しいマットを露出させる。
原料は他の多孔質プラグの影響により生じる円の中に落
下し、粉塵発生が軽減される。
底部攪拌式の転換容器は、容器の基部に配置された多孔
質プラグを含む。多孔質プラグの影響により生じる円の
少なくとも１個の中心に向けて、またはその中に向け
て、浴の表面上に酸化性ガスを吹き付ける。多孔質プラ
グから上昇するガス流が、スラグ層を通して多孔質プラ
グの影響により生じる円または「バスアイ」（bath ey
e ）を開き、その下にある新しいマットを露出させる。
原料は他の多孔質プラグの影響により生じる円の中に落
下し、粉塵発生が軽減される。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、非鉄マットの連続転換に
有用な乾式製錬容器１０の非限定的な例を示す。空の状
態で示す容器１０は、好ましくは長方形の水平断面およ
び細長い円筒形の本体１２を有する。容器１０は、所望
により、従来の様式で、少なくとも１組の噛み合ったロ
ーラー１４および１６を使用して回転させることができ
る。ローラー１４は本体１２を取り囲むのに対し、ロー
ラー１６はさらに支持体としても作用する。回転は標準
的な機械的手段によりローラー１４および１６に伝えら
れる。容器１０は、実質的に連続したライニング２０を
形成する耐火性材料、通常は緻密に配置されたレンガで
内張りされている。容器１０の基部およびライニング２
０の中に配置された複数の耐火性多孔質プラグ１８によ
り、最終製品を含む溶融浴の中に不活性攪拌ガスを注入
することができる。プラグ１８から放出されて上昇する
ガスにより、浴は効果的に、均一に攪拌され、容器１０
全体に熱および混合物が行き渡る。
有用な乾式製錬容器１０の非限定的な例を示す。空の状
態で示す容器１０は、好ましくは長方形の水平断面およ
び細長い円筒形の本体１２を有する。容器１０は、所望
により、従来の様式で、少なくとも１組の噛み合ったロ
ーラー１４および１６を使用して回転させることができ
る。ローラー１４は本体１２を取り囲むのに対し、ロー
ラー１６はさらに支持体としても作用する。回転は標準
的な機械的手段によりローラー１４および１６に伝えら
れる。容器１０は、実質的に連続したライニング２０を
形成する耐火性材料、通常は緻密に配置されたレンガで
内張りされている。容器１０の基部およびライニング２
０の中に配置された複数の耐火性多孔質プラグ１８によ
り、最終製品を含む溶融浴の中に不活性攪拌ガスを注入
することができる。プラグ１８から放出されて上昇する
ガスにより、浴は効果的に、均一に攪拌され、容器１０
全体に熱および混合物が行き渡る。
【０００８】本発明では、「バスアイの影響区域または
範囲」の表現を使用する。これらの表現は、浴を通って
上昇し、マットを露出する不活性ガスにより形成され
る、全体的に円形のバスアイおよびそれを取り巻く隣接
区域を意味する。バスアイの大きさおよび深さおよびそ
れに伴う影響範囲は、浴の粘度および浴を通って流れる
ガスの圧力、速度および体積により異なる。本発明の窮
極の目的は、原料、酸化性ガスおよび／またはバーナー
出力を影響区域に広く向けて、特にバスアイ自体の中に
直接向けることにある。
範囲」の表現を使用する。これらの表現は、浴を通って
上昇し、マットを露出する不活性ガスにより形成され
る、全体的に円形のバスアイおよびそれを取り巻く隣接
区域を意味する。バスアイの大きさおよび深さおよびそ
れに伴う影響範囲は、浴の粘度および浴を通って流れる
ガスの圧力、速度および体積により異なる。本発明の窮
極の目的は、原料、酸化性ガスおよび／またはバーナー
出力を影響区域に広く向けて、特にバスアイ自体の中に
直接向けることにある。
【０００９】二酸化硫黄を含む処理排気は、屋根に開け
た容器中央の開口部２２を通して排気ダクト２４中に放
出し、さらに処理する。酸化性ガス、一般的に純粋な酸
素または酸素濃度の高い空気は、伸縮自在のランス２６
により浴の表面上に吹き付けられる。ランス２６は、多
孔質プラグ１８の中心に向けて直接吹き付ける様に、屋
根に配置されている。あるいは、ランスは、多孔質プラ
グ１８の影響区域または範囲の近くに吹き付けることも
できる。運転中、攪拌ガスは、浴を通って上昇してきた
時に、比較的厚いスラグ層を通してバスアイを開き、新
しいマット、つまり硫黄含有金属を酸化性ガスの作用に
さらす。したがって、ランスは、多孔質プラグ１８の影
響区域の中に直接的または間接的に作用する様に配置す
るのが好ましい。これは、プラグ１８の真上にランス２
６の狙いをつけ、それぞれの中心線を直接重ねることに
より、達成される。あるいは、ランス２６が酸化性ガス
の少なくとも本質的な部分をバスアイの近傍に向ける様
に、ランスを中心から外すこともできる。これは、容器
１０の屋根でランス２６を適当な角度で傾斜させ、プラ
グ１８から出て来るガス流に大体照準を合わせることに
より達成される。
た容器中央の開口部２２を通して排気ダクト２４中に放
出し、さらに処理する。酸化性ガス、一般的に純粋な酸
素または酸素濃度の高い空気は、伸縮自在のランス２６
により浴の表面上に吹き付けられる。ランス２６は、多
孔質プラグ１８の中心に向けて直接吹き付ける様に、屋
根に配置されている。あるいは、ランスは、多孔質プラ
グ１８の影響区域または範囲の近くに吹き付けることも
できる。運転中、攪拌ガスは、浴を通って上昇してきた
時に、比較的厚いスラグ層を通してバスアイを開き、新
しいマット、つまり硫黄含有金属を酸化性ガスの作用に
さらす。したがって、ランスは、多孔質プラグ１８の影
響区域の中に直接的または間接的に作用する様に配置す
るのが好ましい。これは、プラグ１８の真上にランス２
６の狙いをつけ、それぞれの中心線を直接重ねることに
より、達成される。あるいは、ランス２６が酸化性ガス
の少なくとも本質的な部分をバスアイの近傍に向ける様
に、ランスを中心から外すこともできる。これは、容器
１０の屋根でランス２６を適当な角度で傾斜させ、プラ
グ１８から出て来るガス流に大体照準を合わせることに
より達成される。
【００１０】ガスの体積および圧力は容器の幾何学的構
造、浴の深さ、処理している材料、等により異なる。反
応速度論(Kinetics)としては、浴が十分に攪拌される
が、激しく掻き乱されない様にする必要がある。ガス流
パラメータを注意深く選択することにより、バスアイが
開き、浴が攪拌され、フリーボード空間速度が最小に抑
えられる。
造、浴の深さ、処理している材料、等により異なる。反
応速度論(Kinetics)としては、浴が十分に攪拌される
が、激しく掻き乱されない様にする必要がある。ガス流
パラメータを注意深く選択することにより、バスアイが
開き、浴が攪拌され、フリーボード空間速度が最小に抑
えられる。
【００１１】高級鉱石、濃縮、造粒または粉砕したマッ
ト、さらに所望によりフラックス、の１種または混合物
からなるものでよい、固体卑金属硫化物の様な原料の供
給は、吹込みランス２６とそれぞれの末端壁の間に位置
し、容器の屋根を通して挿入された伸縮自在のパイプ３
０により、他の多孔質プラグ１８の影響円の中心に直
接、またはその近傍に落下させて行う。本発明の好まし
い実施態様では、乾燥硫化物材料を容器に供給するが、
この機構は湿った原料も受け付ける。好ましくはオキシ
フュエル型のバーナー３２が、容器１０の各末端で屋根
に設置してあり、必要に応じて熱の不足を補償してい
る。バーナー３２は、固体原料の急速融解を強化する様
に配置するのが有利である。
ト、さらに所望によりフラックス、の１種または混合物
からなるものでよい、固体卑金属硫化物の様な原料の供
給は、吹込みランス２６とそれぞれの末端壁の間に位置
し、容器の屋根を通して挿入された伸縮自在のパイプ３
０により、他の多孔質プラグ１８の影響円の中心に直
接、またはその近傍に落下させて行う。本発明の好まし
い実施態様では、乾燥硫化物材料を容器に供給するが、
この機構は湿った原料も受け付ける。好ましくはオキシ
フュエル型のバーナー３２が、容器１０の各末端で屋根
に設置してあり、必要に応じて熱の不足を補償してい
る。バーナー３２は、固体原料の急速融解を強化する様
に配置するのが有利である。
【００１２】図に示す実施態様では、砂／フラックスの
供給源３４および粉砕したマットの供給源３６が共通の
供給ライン３８を共用している。供給ライン３８は、バ
ーナー３２と直接関連していても、あるいはバーナー３
２の近くに配置されていてもよい。
供給源３４および粉砕したマットの供給源３６が共通の
供給ライン３８を共用している。供給ライン３８は、バ
ーナー３２と直接関連していても、あるいはバーナー３
２の近くに配置されていてもよい。
【００１３】ランス２６と同様に、バーナー３２と整列
していても、いなくてもよい供給パイプ３０は、原料を
バスアイの中心またはその近くに直接落下させる。供給
パイプ３０およびバーナー３２をプラグ１８の中央線
（対称軸）２８と直接整列させるのが好ましい。
していても、いなくてもよい供給パイプ３０は、原料を
バスアイの中心またはその近くに直接落下させる。供給
パイプ３０およびバーナー３２をプラグ１８の中央線
（対称軸）２８と直接整列させるのが好ましい。
【００１４】本発明の連続転換機構の特別な幾何学的構
造により、固体硫化物材料の供給点におけるガス空間速
度が非常に低くなるので、粉塵発生が最少に抑えられ
る。細かく粉砕した乾燥材料を供給する場合にも、粉塵
発生率は原料の１重量％程度であることが分かった。
造により、固体硫化物材料の供給点におけるガス空間速
度が非常に低くなるので、粉塵発生が最少に抑えられ
る。細かく粉砕した乾燥材料を供給する場合にも、粉塵
発生率は原料の１重量％程度であることが分かった。
【００１５】「空間速度」（中空管空間速度とも呼ばれ
る）とは、容器の特定区域におけるガスの体積流量をそ
の断面積で割ったものとして定義される。従来の転炉で
は、空間速度が高く、細かい粒子を容器中に入れる時に
著しい粉塵発生問題を引き起こす。フリーボードにおけ
るガスの総運動エネルギーは、細かい粒子をすべて急速
に容器の周囲に吹き飛ばす程の大きさである。対照的
に、本機構で発生する空間速度は極端に低く、それに応
じて原料粒子に与えられる運動エネルギーも低い。浴は
底部で攪拌されているが、フリーボード中のガスの速度
は十分に低く、原料は妨害されずに滑らかにバスアイ中
へ落下し、面倒な粉塵発生もない。
る）とは、容器の特定区域におけるガスの体積流量をそ
の断面積で割ったものとして定義される。従来の転炉で
は、空間速度が高く、細かい粒子を容器中に入れる時に
著しい粉塵発生問題を引き起こす。フリーボードにおけ
るガスの総運動エネルギーは、細かい粒子をすべて急速
に容器の周囲に吹き飛ばす程の大きさである。対照的
に、本機構で発生する空間速度は極端に低く、それに応
じて原料粒子に与えられる運動エネルギーも低い。浴は
底部で攪拌されているが、フリーボード中のガスの速度
は十分に低く、原料は妨害されずに滑らかにバスアイ中
へ落下し、面倒な粉塵発生もない。
【００１６】本発明の別の実施態様では、硫化物原料
は、溶融した一次製錬マットだけからなるか、または部
分的にそれを含むことができる。樋を使用し、この材料
を提案する機構の浴の表面上に連続的に配送することが
できる。容器を回転させない場合、マットおよび／また
はスラグをトラフ４０の中に排出するための栓４２を設
ける。生じた排出物はフード４４により、その後の処理
にまわされる。
は、溶融した一次製錬マットだけからなるか、または部
分的にそれを含むことができる。樋を使用し、この材料
を提案する機構の浴の表面上に連続的に配送することが
できる。容器を回転させない場合、マットおよび／また
はスラグをトラフ４０の中に排出するための栓４２を設
ける。生じた排出物はフード４４により、その後の処理
にまわされる。
【００１７】金属製品の出湯およびスラグの垢取りは、
連続的または間欠的に行なうことができる。鉄を含まな
い硫化銅をブリスター銅に転換する場合、スラグは製造
されない。転炉が円筒形の傾斜型である場合、ブリスタ
ーを連続的にオーバーフローさせる、幾つかのバッチに
出湯させる、または排気開口部（口）２２を通して注ぐ
こともできる。後者の場合、転炉の口は、吹込みラン
ス、供給パイプおよびバーナー開口部に溶融浴が侵入し
ない様に配置する。鉄を含む非鉄マットの転換でも、様
々な出湯および垢取り方法を選択することができる。ス
ラグおよび金属製品は同時に、および連続的に保持容器
にオーバーフローさせることができるが、その場合、ス
ラグの非常に薄い層が溶融浴の表面上に存在する。ある
いは、スラグ層は、スラグの連続的または間欠的なオー
バーフローが可能であり、酸化性ガスを配送するランス
の下になおマットアイを発生できる深さにまで達するこ
とができる。この場合、金属製品は連続的または間欠的
に出湯させることができる。
連続的または間欠的に行なうことができる。鉄を含まな
い硫化銅をブリスター銅に転換する場合、スラグは製造
されない。転炉が円筒形の傾斜型である場合、ブリスタ
ーを連続的にオーバーフローさせる、幾つかのバッチに
出湯させる、または排気開口部（口）２２を通して注ぐ
こともできる。後者の場合、転炉の口は、吹込みラン
ス、供給パイプおよびバーナー開口部に溶融浴が侵入し
ない様に配置する。鉄を含む非鉄マットの転換でも、様
々な出湯および垢取り方法を選択することができる。ス
ラグおよび金属製品は同時に、および連続的に保持容器
にオーバーフローさせることができるが、その場合、ス
ラグの非常に薄い層が溶融浴の表面上に存在する。ある
いは、スラグ層は、スラグの連続的または間欠的なオー
バーフローが可能であり、酸化性ガスを配送するランス
の下になおマットアイを発生できる深さにまで達するこ
とができる。この場合、金属製品は連続的または間欠的
に出湯させることができる。
【００１８】本発明者は、鉄分の低い（１％）ニッケル
−銅マットの分離により製造した、粉砕した鉄含有銅−
ニッケルマットおよび細かく粉砕したニッケル含有硫化
銅材料を使用して本発明の機構を試験した。この実験研
究から取った下記の２つの実施例は、本発明の本質およ
び利点を良く説明している。
−銅マットの分離により製造した、粉砕した鉄含有銅−
ニッケルマットおよび細かく粉砕したニッケル含有硫化
銅材料を使用して本発明の機構を試験した。この実験研
究から取った下記の２つの実施例は、本発明の本質およ
び利点を良く説明している。
【００１９】実施例１：上吹き／底部攪拌によるバルク
ファーネスマットの連続的転換 ２６９トンのバルク銅−ニッケル一次製錬マットを、In
coのパイロットプラントフラッシュ製錬反応器（ＦＳ
Ｒ）１０で連続的に転換した。容器１０の内部寸法は長
さが約２５フィート（７．６２ｍ）で、直径が約５フィ
ート（１．５２ｍ）である。原料の導入に好ましい空間
速度は毎秒約０．０５〜約０．５メートルである（１２
５０℃で）。比較のため、既存の低粉塵Incoフラッシュ
炉では、水平フリーボード中の空間速度は約１メートル
／秒である。本発明で使用する空間速度は、低粉塵発生
フラッシュ炉の約１０分の１のオーダーである。
ファーネスマットの連続的転換 ２６９トンのバルク銅−ニッケル一次製錬マットを、In
coのパイロットプラントフラッシュ製錬反応器（ＦＳ
Ｒ）１０で連続的に転換した。容器１０の内部寸法は長
さが約２５フィート（７．６２ｍ）で、直径が約５フィ
ート（１．５２ｍ）である。原料の導入に好ましい空間
速度は毎秒約０．０５〜約０．５メートルである（１２
５０℃で）。比較のため、既存の低粉塵Incoフラッシュ
炉では、水平フリーボード中の空間速度は約１メートル
／秒である。本発明で使用する空間速度は、低粉塵発生
フラッシュ炉の約１０分の１のオーダーである。
【００２０】この試験ではＦＳＲ１０に、底部窒素注入
用に５本の多孔質プラグ１８および２本の垂直な水冷式
酸素ランス２６、内径０．５”（１．２７cm）を、図に
示す様に取り付けた。また、図１に示す様に、固体供給
パイプ３０および２基の酸素−天然ガスバーナー３２も
取り付けてある。供給パイプ３０は、反応器１０の屋根
と同じ高さに取り付けてある。バーナー３２の一つは、
供給パイプ３０の側に配置し、固体の融解を支援するの
が有利である。窒素注入用の多孔質プラグ１８は、供給
パイプ３０の下に１本、各酸素ランス２６の下に１本ず
つ、吸い上げパイプ２２の下に１本、および北（左）側
バーナー３２の下に１本配置した。キャンペーンは、そ
れぞれ約１０時間持続する１４の連続転換加熱処理から
なる。平均試験条件および原料および生成物の分析結果
を、表１に示す。一次マットは１００％-1/2”（１．２
７cm）に粉砕した。
用に５本の多孔質プラグ１８および２本の垂直な水冷式
酸素ランス２６、内径０．５”（１．２７cm）を、図に
示す様に取り付けた。また、図１に示す様に、固体供給
パイプ３０および２基の酸素−天然ガスバーナー３２も
取り付けてある。供給パイプ３０は、反応器１０の屋根
と同じ高さに取り付けてある。バーナー３２の一つは、
供給パイプ３０の側に配置し、固体の融解を支援するの
が有利である。窒素注入用の多孔質プラグ１８は、供給
パイプ３０の下に１本、各酸素ランス２６の下に１本ず
つ、吸い上げパイプ２２の下に１本、および北（左）側
バーナー３２の下に１本配置した。キャンペーンは、そ
れぞれ約１０時間持続する１４の連続転換加熱処理から
なる。平均試験条件および原料および生成物の分析結果
を、表１に示す。一次マットは１００％-1/2”（１．２
７cm）に粉砕した。
【００２１】定常状態の条件下では、供給パイプ３０の
先端から浴までの間隔は９５cmであった。原料、一次マ
ット、および必要なケイ砂フラックスは、供給パイプ３
０の下に位置する多孔質プラグ１８を通して注入された
窒素によりスラグ層中に形成されたバスアイの上に落下
させた。連続転換は、２本の垂直ランス２６を通して吹
き込んだ酸素により行なった。各酸素ジェットはそれぞ
れのバスアイに衝突した。酸素ランスの先端から浴表面
までの間隔は、２５または５０cmであった。溶融浴の温
度、すなわちマットに関しては約１２５０℃、スラグに
関しては１２８０〜１３００℃、は、転換反応により発
生した熱および天然ガスバーナー３２により供給される
熱により維持した。
先端から浴までの間隔は９５cmであった。原料、一次マ
ット、および必要なケイ砂フラックスは、供給パイプ３
０の下に位置する多孔質プラグ１８を通して注入された
窒素によりスラグ層中に形成されたバスアイの上に落下
させた。連続転換は、２本の垂直ランス２６を通して吹
き込んだ酸素により行なった。各酸素ジェットはそれぞ
れのバスアイに衝突した。酸素ランスの先端から浴表面
までの間隔は、２５または５０cmであった。溶融浴の温
度、すなわちマットに関しては約１２５０℃、スラグに
関しては１２８０〜１３００℃、は、転換反応により発
生した熱および天然ガスバーナー３２により供給される
熱により維持した。
【００２２】ＦＳＲ１０の北（左）端壁に位置する栓４
２を使用し、加熱処理の大部分のマットおよびスラグを
連続的にオーバーフローさせた。この運転様式により、
スラグ層の深さは最小に抑えられ、供給パイプ３０およ
び酸素ランス２６の下にバスアイを形成し易くなった。
しかし、幾つかの加熱処理では、スラグはオーバーフロ
ーさせながら、マットを反応器２０の北末端壁に位置す
る通路（図には示していない）を通して別に出湯した。
この方法により、スラグ層の深さは約１１cmになった。
プラグ１８から上昇する窒素により、この厚いスラグ層
にもバスアイが形成され、その酸素効率は、マットとス
ラグを組合せてオーバーフローさせる加熱処理で観察さ
れた効率と類似していた。
２を使用し、加熱処理の大部分のマットおよびスラグを
連続的にオーバーフローさせた。この運転様式により、
スラグ層の深さは最小に抑えられ、供給パイプ３０およ
び酸素ランス２６の下にバスアイを形成し易くなった。
しかし、幾つかの加熱処理では、スラグはオーバーフロ
ーさせながら、マットを反応器２０の北末端壁に位置す
る通路（図には示していない）を通して別に出湯した。
この方法により、スラグ層の深さは約１１cmになった。
プラグ１８から上昇する窒素により、この厚いスラグ層
にもバスアイが形成され、その酸素効率は、マットとス
ラグを組合せてオーバーフローさせる加熱処理で観察さ
れた効率と類似していた。
【００２３】このキャンペーン中に立証された平均酸素
効率は、９０％を超えていた。Ｆｅを４．２％しか含ま
ないが、スラグの良好な流動性を維持しているマットが
製造された。平均的な粉塵発生率は非常に低い、すなわ
ち供給マットの０．３３重量％であった。供給パイプ３
０の下に未溶融固体はまったく蓄積しなかった。キャン
ペーンの最後に、壁上の、浴の高さより上の所に酸素ラ
ンス２６の近くのはねかけにより生じた蓄積を除いて、
容器１０はきれいに出湯した。
効率は、９０％を超えていた。Ｆｅを４．２％しか含ま
ないが、スラグの良好な流動性を維持しているマットが
製造された。平均的な粉塵発生率は非常に低い、すなわ
ち供給マットの０．３３重量％であった。供給パイプ３
０の下に未溶融固体はまったく蓄積しなかった。キャン
ペーンの最後に、壁上の、浴の高さより上の所に酸素ラ
ンス２６の近くのはねかけにより生じた蓄積を除いて、
容器１０はきれいに出湯した。
【００２４】 表１ 平均試験条件 マット供給速度（kg/h） １９９０ サンドフラックス速度（kg/h） １６０ 浴と酸素ランスの間隔（cm） ２５−５０ 転換Ｏ2 ／マット重量比 ０．１８４ 多孔質プラグＮ2 率（L/分／プラグ） ２０−３０ 原料と製品の分析結果（％） Ｃｕ Ｎｉ Ｃｏ Ｆｅ Ｓ ＳｉＯ2 一次マット 25.3 22.1 0.62 22.7 26.2 0.7 製品マット 37.1 33.3 0.55 6.3 21.7 - スラグ 1.6 2.1 0.60 49.9 0.9 23.0
【００２５】実施例２：上吹き／底部攪拌による硫化銅
（Ｃｕ2 Ｓ）の連続的転換 Ｃｕ／ＮｉBessemerマットから得た、ＭＫと呼ばれる、
完全乾燥ニッケル含有Ｃｕ2 Ｓ濃縮物２６３トンをセミ
ブリスター、すなわち硫黄飽和銅に、Incoのパイロット
プラントＦＳＲ １０で連続的に転換した。組成の他
に、粒子径が、この材料と実施例１のバルク銅−ニッケ
ル濃縮物の主な相違点である。ＭＫは極めて細かく、平
均粒子径１μｍしかない。したがって、この試験の主な
目的の一つは、ＭＫの粉塵発生率を測定することであ
る。容器の配置、すなわち多孔質プラグ、酸素ランス、
供給パイプおよびバーナーの位置は実施例１に記載する
配置と実質的に同じである。しかし、実施例２は、供給
パイプ３０の末端が水冷区域にあり、ＦＳＲ １０の中
に挿入することができるので、供給パイプ先端と浴との
間隔、すなわち落下距離、に対する粉塵発生の影響を研
究することができる。
（Ｃｕ2 Ｓ）の連続的転換 Ｃｕ／ＮｉBessemerマットから得た、ＭＫと呼ばれる、
完全乾燥ニッケル含有Ｃｕ2 Ｓ濃縮物２６３トンをセミ
ブリスター、すなわち硫黄飽和銅に、Incoのパイロット
プラントＦＳＲ １０で連続的に転換した。組成の他
に、粒子径が、この材料と実施例１のバルク銅−ニッケ
ル濃縮物の主な相違点である。ＭＫは極めて細かく、平
均粒子径１μｍしかない。したがって、この試験の主な
目的の一つは、ＭＫの粉塵発生率を測定することであ
る。容器の配置、すなわち多孔質プラグ、酸素ランス、
供給パイプおよびバーナーの位置は実施例１に記載する
配置と実質的に同じである。しかし、実施例２は、供給
パイプ３０の末端が水冷区域にあり、ＦＳＲ １０の中
に挿入することができるので、供給パイプ先端と浴との
間隔、すなわち落下距離、に対する粉塵発生の影響を研
究することができる。
【００２６】それぞれ１０〜１２時間持続する１２回の
連続転換加熱処理を行なった。このキャンペーンの各作
業に対する主要試験条件を、ＭＫ原料および製品セミブ
リスターの組成と共に、表２に示す。原料供給の際、先
端の空間速度２．８m/秒を確立するのに十分な、少量の
窒素をパイプ３０に流した。この窒素流により、ＦＳＲ
フリーボードから遮断され、材料供給が円滑になった。
表２に示す様に、供給パイプの先端から浴までの距離は
２５cmから９５cmに変化した。長い距離では、パイプの
先端はＦＳＲ １０の屋根と同じ高さにあった。いずれ
の場合も粉塵発生率は非常に低く、０．９〜１．８重量
％であり、原料が落下する高さに無関係であった。
連続転換加熱処理を行なった。このキャンペーンの各作
業に対する主要試験条件を、ＭＫ原料および製品セミブ
リスターの組成と共に、表２に示す。原料供給の際、先
端の空間速度２．８m/秒を確立するのに十分な、少量の
窒素をパイプ３０に流した。この窒素流により、ＦＳＲ
フリーボードから遮断され、材料供給が円滑になった。
表２に示す様に、供給パイプの先端から浴までの距離は
２５cmから９５cmに変化した。長い距離では、パイプの
先端はＦＳＲ １０の屋根と同じ高さにあった。いずれ
の場合も粉塵発生率は非常に低く、０．９〜１．８重量
％であり、原料が落下する高さに無関係であった。
【００２７】浴温度は、転換反応で発生した熱および天
然ガスバーナーによる補足により約１３００℃に維持し
た。転換中の酸素効率は約８０％であった。ＭＫの融解
および消化に問題はなかった。
然ガスバーナーによる補足により約１３００℃に維持し
た。転換中の酸素効率は約８０％であった。ＭＫの融解
および消化に問題はなかった。
【００２８】 表２ 硫化銅の転換 試験条件 １週 ２週 ３週 濃縮物供給速度（kg/h） １７００ １７００ １７００ 酸素ランスと浴の距離（cm） ５０ ５０ ５０ 転換Ｏ2 ／原料重量比 ０．１９ ０．２２ ０．２２ 供給パイプと浴の距離（cm） ２５ ５０ ９５ 多孔質プラグＮ2 率（Ｌ／分／プラグ） ２０−３０ 原料および製品の分析結果（％） Ｃｕ Ｎｉ Ｓ 濃縮物 ７１−７６ ２．４−３．５ ２０−２３ セミブリスター ９１−９４ ３．３−４．０ １．２−１．６
【００２９】まとめると、本発明は、多孔質プラグ発泡
装置、吹き込みランス、供給パイプおよびバーナーを容
器内に配置した上吹き、底部攪拌機構により、溶融浴を
効率的に、一様に攪拌し、それによって熱および混合物
の移動を強化し、酸化性ガスを吹き込むランスの下およ
び固体原料を落下させるパイプの下に、比較的厚いスラ
グ層を通して新しい金属相のバスアイを形成し、原料供
給区域におけるガスの空間速度を低くし、それによって
細かく粉砕した乾燥材料を粉塵発生を最少に抑えて落下
させることができる方式を開示する。さらに、溶融浴中
に浸漬した状態で不活性ガスを通過させる必要がある多
孔質プラグだけを除いて、攪拌、吹込みおよび供給装置
は、互いに独立して、個別に効率的に作動または停止さ
せることができる。
装置、吹き込みランス、供給パイプおよびバーナーを容
器内に配置した上吹き、底部攪拌機構により、溶融浴を
効率的に、一様に攪拌し、それによって熱および混合物
の移動を強化し、酸化性ガスを吹き込むランスの下およ
び固体原料を落下させるパイプの下に、比較的厚いスラ
グ層を通して新しい金属相のバスアイを形成し、原料供
給区域におけるガスの空間速度を低くし、それによって
細かく粉砕した乾燥材料を粉塵発生を最少に抑えて落下
させることができる方式を開示する。さらに、溶融浴中
に浸漬した状態で不活性ガスを通過させる必要がある多
孔質プラグだけを除いて、攪拌、吹込みおよび供給装置
は、互いに独立して、個別に効率的に作動または停止さ
せることができる。
【００３０】法律の規定にしたがって、本発明の具体的
な実施態様を例示し、説明したが、当業者には明らかな
様に、請求項により規定される本発明の形態内で変形が
可能であり、本発明のある特徴は、他の特徴を対応して
使用せずに、有利に使用できることがある。
な実施態様を例示し、説明したが、当業者には明らかな
様に、請求項により規定される本発明の形態内で変形が
可能であり、本発明のある特徴は、他の特徴を対応して
使用せずに、有利に使用できることがある。
【図１】本発明の実施態様を示す部分的な断面図であ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アントニー、エドワード、エム．ワーナ ー カナダ国オンタリオ州、バーリントン、 オークウッド、コート、304 (72)発明者 ジョフレー、エドウィン、オズボーン カナダ国オンタリオ州、アールアール １、ウェランド、ライオンズ、クリー ク、ロード、9710 (56)参考文献 特開 平６−306498（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22B 5/02 C22B 15/06
Claims (29)
- 【請求項１】内部に中央室を限定する本体を含む容器を
含んでなり、前記容器が溶融材料を保持するための下側
部分、容器の下側部分の上に位置する屋根、および２つ
の対向する末端壁、溶融材料中に少なくとも１個のバス
アイを形成する様に設計された、容器の下側部分を通っ
て伸びる、溶融材料中にガスを注入するための手段、バ
スアイの影響により生じた円に向けて酸化性ガスを放出
するために溶融材料の上に配置された酸化性ガスラン
ス、およびバスアイの影響により生じた円に向けて原料
を放出するために溶融材料の上に配置された、容器中に
原料を供給するための手段を含むことを特徴とする乾式
製錬機構。 - 【請求項２】溶融材料の上にバーナーが配置され、バス
アイの影響により生じる円に向けられている、請求項１
に記載の乾式製錬機構。 - 【請求項３】バーナーが、ガス注入手段の真上に配置さ
れている、請求項２に記載の乾式製錬機構。 - 【請求項４】酸化性ガスランスが伸縮自在である、請求
項１に記載の乾式製錬機構。 - 【請求項５】酸化性ガスランスが、容器内に配置された
溶融浴のすぐ上で、ガス注入手段の真上に配置されてい
る、請求項１に記載の乾式製錬機構。 - 【請求項６】酸化性ガスランスおよびガス注入手段の中
心線が同一線上にある、請求項６に記載の乾式製錬機
構。 - 【請求項７】バーナーおよび原料供給手段の両方が、ガ
ス注入手段の真上にある、請求項３に記載の乾式製錬機
構。 - 【請求項８】バーナーおよび原料供給手段が、共通の、
容器への入り口を共有している、請求項７に記載の乾式
製錬機構。 - 【請求項９】入り口が注入手段と同一線上にある、請求
項８に記載の乾式製錬機構。 - 【請求項１０】容器中の空間速度が０．０５〜０．５メ
ートル／秒である、請求項１に記載の乾式製錬機構。 - 【請求項１１】溶融材料中にバスアイを含む、請求項１
に記載の乾式製錬機構。 - 【請求項１２】容器の底部に配置された多孔質プラグを
含み、前記多孔質プラグがガス供給部に接続されてい
る、請求項１に記載の乾式製錬機構。 - 【請求項１３】ガス注入手段の真上に配置された排気手
段を含む、請求項１に記載の乾式製錬機構。 - 【請求項１４】容器を回転させる手段を含む、請求項１
に記載の乾式製錬機構。 - 【請求項１５】容器内にある溶融材料を取り出す手段を
含む、請求項１に記載の乾式製錬機構。 - 【請求項１６】溶融した非鉄材料の製錬および／または
転換を、低粉塵発生で行なう方法であって、 ａ．底部、屋根、対向する末端壁、およびこの末端壁間
にある室を有する反応容器を用意し、 ｂ．底部を通して室の中にガスを注入することにより、
浴中に少なくとも１個のバスアイを形成し、 ｃ．浴の上から、バスアイの影響により生じた円に向け
て酸化性ガスを導入し、 ｄ．浴の上から、バスアイの影響により生じた円に向け
て原料を導入し、 ｅ．バスアイの影響により生じた円に向けてバーナーの
出力を放射し、 ｆ．容器から溶融した材料を取り出す ことを特徴とする非鉄材料の製錬方法。 - 【請求項１７】硫化銅をセミブリスター銅に連続的に転
換する、請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１８】溶融材料の少なくとも一部を出湯するこ
とを含む、請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１９】銅−ニッケルマットを連続的に転換する
ことを含む、請求項１６に記載の方法。 - 【請求項２０】酸化性ガスランスが、屋根と同じ高さか
ら、浴上の予め決められた距離まで移動し得る、請求項
１６に記載の方法。 - 【請求項２１】不活性ガスが原料を包み込む、請求項１
６に記載の方法。 - 【請求項２２】不活性ガスが、容器の底部の中に配置さ
れた多孔質プラグを通して浴中に注入される、請求項１
６に記載の方法。 - 【請求項２３】処理中に発生したガスが、マットアイの
真上の、屋根に取り付けた容器出口を通して排出され
る、請求項１６に記載の方法。 - 【請求項２４】原料が、ガスバーナーと同時に、同一線
上で容器の中に容器中に導入される、請求項１６に記載
の方法。 - 【請求項２５】容器の空間速度が０．０５〜０．５メー
トル／秒である、請求項１６に記載の方法。 - 【請求項２６】原料が、硫化物鉱石、濃縮物、マットお
よびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項
１６に記載の方法。 - 【請求項２７】酸化性ガスをバスアイの中に直接導入す
ることを含む、請求項１６に記載の方法。 - 【請求項２８】原料をバスアイの中に直接導入すること
を含む、請求項１６に記載の方法。 - 【請求項２９】バーナーの出力をバスアイの中に直接放
射することを含む、請求項１６に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/401,081 US5658368A (en) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | Reduced dusting bath method for metallurgical treatment of sulfide materials |
| US401081 | 2003-03-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0920936A JPH0920936A (ja) | 1997-01-21 |
| JP2774265B2 true JP2774265B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=23586209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8049943A Expired - Lifetime JP2774265B2 (ja) | 1995-03-08 | 1996-03-07 | 硫化物材料の乾式製錬のための浴機構 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5658368A (ja) |
| JP (1) | JP2774265B2 (ja) |
| AT (1) | AT407403B (ja) |
| AU (1) | AU701409B2 (ja) |
| CA (1) | CA2171149C (ja) |
| FI (1) | FI115774B (ja) |
| ZA (1) | ZA961873B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| FI103135B1 (fi) * | 1997-04-14 | 1999-04-30 | Outokumpu Oy | Menetelmä kuonan puhdistamiseksi sähköuunissa |
| US6508856B1 (en) | 1999-02-26 | 2003-01-21 | Maumee Research & Engineering, Inc. | Furnace discharge system and method of operation |
| WO2000050654A1 (en) * | 1999-02-26 | 2000-08-31 | Maumee Research & Engineering, Inc. | Furnace discharge system and method of operation |
| US6390810B1 (en) | 1999-03-15 | 2002-05-21 | Maumee Research & Engineering, Inc. | Method and apparatus for reducing a feed material in a rotary hearth furnace |
| KR100658405B1 (ko) * | 2000-01-04 | 2006-12-15 | 오또꿈쁘 테크놀로지 오와이제이 | 서스펜션 반응기에서의 조동 생산방법 |
| US6270554B1 (en) | 2000-03-14 | 2001-08-07 | Inco Limited | Continuous nickel matte converter for production of low iron containing nickel-rich matte with improved cobalt recovery |
| US20070175298A1 (en) * | 2006-02-02 | 2007-08-02 | Adrian Deneys | Method for refining non-ferrous metal |
| US20080264209A1 (en) * | 2006-02-02 | 2008-10-30 | Adrian Deneys | Method and system for injecting gas into a copper refining process |
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| CN112193313A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-01-08 | 仇帅康 | 一种有色金属冶炼用加料车 |
| CN116024436A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-04-28 | 凉山矿业股份有限公司 | 一种铜富氧顶吹炉长寿命运行的冶炼方法和冰铜的制备方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS515337B1 (ja) * | 1970-12-28 | 1976-02-19 | ||
| US4127408A (en) * | 1975-05-22 | 1978-11-28 | Klockner Humboldt Deutz Aktiengesellschaft | Method for the continuous refinement of contaminated copper in the molten phase |
| DE3212100C2 (de) * | 1982-04-01 | 1985-11-28 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung pyrometallurgischer Prozesse |
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| US5215571A (en) * | 1992-10-14 | 1993-06-01 | Inco Limited | Conversion of non-ferrous matte |
| FI98072C (sv) * | 1992-10-21 | 1997-04-10 | Outokumpu Eng Contract | Förfarande och anordning vid behandling av sulfidiskt koncentrat |
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