JP3136155B2 - 金属酸化物鉱石の予熱及び予還元 - Google Patents

金属酸化物鉱石の予熱及び予還元

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、金属酸化物を予備加熱及び予備還元する方
法に関する。
背景技術 溶融還元炉からのオフガスは高温ガスであって、かな
りの量の一酸化炭素，水素等の還元ガスを含んでいる。
従って、オフガスの顕熱の少なくとも一部を回収すると
共に、その還元能力を利用できれば、明らかに経済的な
利点となる。
金属酸化物鉱石の予備加熱もしくは予備還元のいずれ
かを行う先行技術方法が多く知られている。他方、両方
の処理を組み合わせたものとして、二つの方法、すなわ
ち、川崎製鉄（株）による方法と日本鋼管（株）による
方法とが知られている。
前記公知の方法は、概して、以下の述べるいずれか一
つの欠点を伴い、時としては、一以上の欠点を伴う。す
なわち、 − 数段階の処理が必要である − 高価なコークスや他の還元剤が必要である、又
は、 − 低効率の予備還元、高滞留時間、／又は低予備加
熱温度の原因となる温度制限がある、である。
酸化物鉱石をさらす温度が高すぎると、粒子が軟化
し、粒子の装置への付着及び／又は凝集を生じる。
クロマイト鉱石の場合、先行技術に記載されている予
備加熱及び／又は予備還元方法は一般に1200℃前後の温
度に制限され、この温度では還元が非常に遅い。
米国特許第4,566,904号明細書には、溶融るつぼから
の排ガスを鉄鉱石の予備還元に使用する方法が開示され
ている。この方法では、まず、排ガスは、天然ガス等の
還元剤で還元され冷却される。得られた冷却還元ガス
は、高炉、循環流動層または流動床で鉄鉱石を予備還元
するのに使用される。冷却還元ガスの最適温度は、排ガ
スの温度よりもかなり低い900℃であり、必然的に、こ
の方法は、排ガス中の還元剤の濃度を上げるのに顕熱が
使用され、かなりの熱損失を伴う。
米国特許第4,629,506号明細書には、鉄含有クロム鉱
石からクロム鉄を生成する方法が記載されている。この
方法では、鉱石はロータリーキルン内で1480℃から1580
℃の範囲内の温度に20分乃至２時間加熱される。キルン
内は、鉱石を還元する一酸化炭素含有雰囲気に維持され
る。得られたプラスチック状塊は冷却、粉砕され、磁気
により石炭リッチ部分と金属リッチ部分とに分けられ
る。好ましくは、金属リッチ部分は、乾燥密度分離によ
り金属分に乏しいスラグ部分と金属分に富む合金部分に
分けられ、スラグリッチ部分は粉砕され、金属リッチス
ラグ部分は磁気的分別法により抽出される。前記金属リ
ッチスラグ部分を金属リッチ部分に加え、両者を次加工
用るつぼで溶融する。
米国特許第4,629,506号明細書に記載された方法は、
多数の工程を含むことから、工程の少ない方法に比べて
余分な資本及び操業経費がかかる結果となる。また、る
つぼからの排ガスを、石炭及び鉱石をるつぼに吹き込む
キャリヤガスとして、または、石炭を低温コーキングす
るガスとして使用するのが好ましい。
米国特許第4,851,040号明細書には、直接還元によ
り、細かく粉砕した鉄鉱石から鉄を生成する方法が記載
されている。この方法は、海綿鉄と微粉炭又は低温炭化
石炭を鉄浴に入れ、酸素を注入して還元ガスと鉄を生成
する工程を含み、還元ガスは、予備加熱した炭素被覆微
粉砕鉄鉱石を700℃〜1100℃の範囲内の温度で流動床で
還元するのに使用される。使用済還元ガスは、微粉砕鉱
石を450〜700℃の範囲内の温度に予備加熱すると共に、
鉱石粒子を炭素微粒子で被覆するのに使用される。炭素
微粒子は一酸化炭素の分解により鉱石粒子に付着し、そ
の鉱石粒子上の炭素層は、鉱石粒子が還元段階で粘着す
るのを防止する。
川崎製鉄（株）で開発された方法では、微細な非凝集
性鉱石を使用し（特開昭59−080706号公報参照）、予備
加熱及び予備還元は流動床で行われる。熱と一酸化炭素
リッチ還元ガスは、溶融還元炉オフガスから供給され、
炭化水素熱ガスの注入により補給される。1350℃〜1400
℃での炉ガスと冷却炭化水素ガス、例えば、メタンまた
はプロパンとの予備混合により床温度が約1200℃となる
混合冷却ガスを生じる。この温度では、平均粒径325μ
ｍの南アフリカ産クロマイトの実質的還元に12〜15時間
の滞留時間が必要であると考えられる。また、一酸化炭
素から成る炉ガスを単独で使用した場合、鉄とクロム酸
化物は、限定的にしか還元されないと考えられる。炭化
水素ガスは、クロマイトの還元に主要な役割を果たして
いる。
この方法の欠点は、実質的な還元を行うのに炭化水素
ガスの添加が必要であること、及び流動床が低温である
ことである。この低温の流動床は、反応速度を低下させ
るが、仕込んだクロマイトの軟化を防ぎ、かつ、その後
の流動床内での粒子の凝集を防ぐのに必要である。従っ
て、長い滞留時間のために、仕込んだクロマイト鉱石全
部が予備加熱及び予備還元されるのが阻止されると考え
られる（多少のクロマイト鉱石は、直接、溶融還元炉に
注入される。） 本発明の目的は、金属酸化物、特に金属鉱石の微粒子
から粗粒子まで部分的に、若しくはほぼ完全に還元する
方法を提供することであり、それにより、金属酸化物粒
子が目に見えるほど凝集せず、予備還元後も空気輸送し
うる粒状材料の形態で存在し、かつ、これらの部分的に
還元された粒子を、更なる手の込んだ処理工程を経るこ
となく、最終的な還元処理、好ましくは、溶融還元処理
に供給できるようにすることにある。
従って、本発明は、金属酸化物粉末を熱還元性ガス流
中に導入して当該金属酸化物粒子を前記熱還元性ガス流
で浮遊搬送させつつ少なくとも部分的に加熱還元する工
程からなり、前記熱還元性ガス流が処理室の一端側から
他端側へ流動する熱還元性ガスで形成され、かつ、前記
処理室の一端側から他端側に向かって移動するにつれて
速度を漸減し、次いで当該処理室の他端側に近付くにつ
れて速度を速める流動パターンを有し、前記前記熱還元
性ガスが、前記金属酸化物粒子が粘着特性を示す温度以
上の温度を有することを特徴とする金属酸化物の予備加
熱及び予備還元方法を提供するものである。
金属酸化物粒子は、その酸化物中に存在する一以上の
相が液体として存在し、残りの相が固体状態で存在し続
ける温度範囲に加熱された時に、粘着特性を示す。通
常、この現象は、まず、多成分系の共晶点／又は包晶点
で起こる。粒子中の全ての相が液体状態で存在する場
合、金属酸化物粒子はもはや粘着特性を示さない。金属
酸化物粒子が粘着特性を示し始める温度と金属酸化物粒
子が粘着特性を示し続ける温度との範囲は、金属酸化物
によって、また、鉱物混合物によっても異なる。Al2O3
−FeO−SiO2,FeO−Fe2O3−SiO2等の系は、低温域側にあ
り、それらの所定の組成では1150℃で液相である。フラ
ックス及び脈石鉱物から大部分の鉄／又は他の還元性成
分を抽出されたようなCaO−MgO−SiO2等の系は高温域側
にあり、このような系は、融点が約1300℃から1350℃で
ある。通常、鉄の金属化に伴う粘着は、600℃以下の温
度で起こり、1000℃以上の温度で最も急激に起こる。こ
の閾値は、マンガンまたはクロムを含む鉱石を加熱する
場合、100℃から200℃高くなる。
前記熱還元性ガスは、水蒸気の存在下、天然ガスまた
は石炭の燃焼から直接得られる合成ガスでもよいが、溶
融還元炉からのオフガスが好ましい。この種のオフガス
は、通常、一酸化炭素と幾分かの水素を含有している。
さらに、溶融還元炉からの熱オフガスは、多くの場合、
金属酸化物鉱石の粒子、部分的に還元された鉱石の粒
子、及び金属熔滴を含有している。そのようなオフガス
の出口温度は、通常、粘着温度を超えている。従って、
オフガスを冷却する際、粒子の凝集及び装置への粒子の
付着を避けるように注意しなければならない。
粘着性粒子の凝集及び付着は、二つの方法のいずれか
／又はそれらの組合わせを採用することで回避しうる。
第一の方法は、金属酸化物粒子を粘着温度範囲を充分超
える温度にまで急速に加熱し、少しの間を置いて、粘着
温度範囲以下の温度にまで急速に冷却するものである。
第二の方法は、金属酸化物粒子を、幾分低めではある
が、粒子の一部を粘着温度範囲を越える温度にまで加熱
し得る温度にまで加熱し、粒子を、粘着性熱粒子の粒子
間衝突及び粘着性熱粒子と装置との衝突を最小限に押さ
える流動パターン内に投入することである。これによ
り、金属酸化物粒子を確実に粘着温度範囲内により長い
時間維持できることになる。これは、まず、ガス流が竪
型処理室の一端（第一端）側から他端（第二端）側へ移
動するにつれて流動速度を減少させ、続いて、ガス流が
第二端に近づくにつれてその速度を上げることで達成さ
れる。この様に、流入してくる粒子は、まず、高速流入
ガス流に浮遊させて搬送され、また、熱還元性ガスに含
まれている場合にはそのまま高速流入ガス流で浮遊搬送
されるが、ガス流が第二端に向かうにつれて減速するの
で、粒子の一部はその流れから離れて第一端側へ逆戻り
する。粒子が浮遊搬送され続けるか否かは、粒子の密
度，粒度、表面積，表面粗さ、そのガス流中での位置な
ど多くの要因によって決定される。ガス流に浮遊搬送さ
れたままの粒子は、第二端の流出口に到達する前に粘着
温度範囲以下に冷却され、第一端側へ落下した粒子もま
た、還元ガスの高速流入ガス流で再び浮遊搬送される前
に粘着温度範囲以下に冷却される。
本発明はまた、本発明方法により金属酸化物を予備加
熱及び予備還元するための処理室を提供する。処理室の
内部形状と還元ガスの流入管は、粒子の凝集及び付着を
最小にすると同時に、予備加熱及び予備還元を促進する
ように選定される。
前記処理室は、処理室本体、第一端、第二端、第一端
の流入口、及び第二端の流出口から成る。処理室本体と
その両端は、処理室本体から、各々、流入口、流出口に
向けて先細りになる壁によりその形状が定められる。処
理室本体の断面積は、流入口と流出口の断面積よりも数
倍大きい。さらに、処理室は、垂直方向に配置した際、
上記説明した流動パターンが確実に起こり得るに充分な
長さを有する。
さらに、本発明は、金属酸化物鉱石を精錬させる装置
を提供するものであり、該装置は上記の処理室を内蔵す
る。
本発明の大きな利点は、いかなる粘着性固体や他の浮
遊搬送される材料が凝集及び付着を大幅に削減されるか
完全に防止しうる温度にまで冷却されるのを保証すると
同時に、オフガスを急冷し得ることにある。しかしなが
ら、オフガスが比較的高い割合で粘着性固体を含有して
いる場合、新しい個体粒子の注入速度等の処理変数を変
更する必要性が生じ得る。
図面の簡単な説明 添付図面において、図１は、本発明の一実施例を示
す。
溶融浴反応炉からのオフガスを、予備加熱／予備還元
処理室に通す。新しい鉱石もまた、この処理室に通し、
そこから、沈殿室、及び，最終的に溶融浴反応炉へと通
過させる。
図２は、本発明の他の実施例を示す。この実施例は、
直列に作動する二つの予備加熱及び予備還元処理室に特
徴を有する。
図３（ａ）及び３（ｂ）は、本発明による処理室の他
の実施例を示す。
発明の詳細な説明 本発明の一実施例を、特にクロマイト鉱石に言及して
説明するが、本発明は、他のいかなる酸化物鉱石にも適
用しうるものである。しかしながら、本発明は、とりわ
け、比較的迅速な還元が生じる温度範囲内／又はその温
度範囲付近の温度に粘着点を有する酸化物鉱石にその適
用性を有するものである。ある種の酸化物鉱石は、一種
以上の金属を含有する。例えば、クロマイトは、クロム
と鉄を含有する。そのいずれかの金属／又は両金属を予
備還元することには利点がある。予備還元が全ての酸化
物もしくは酸化物成分を還元するものではないことは知
られている。
本発明は、昇温下で、還元力を有するオフガスを生成
する任意の反応炉と共に使用しうる。クロマイト鉱石を
還元するのに使用される溶融浴反応炉、例えば、溶融鉄
合金浴反応炉との組み合わせは特に有益である。オフガ
スを使用する場合、本発明による方法は、微粒子材料を
反応及び／又は加熱する機能を有し、オフガスは自ら急
冷する。オフガスで浮遊搬送されるいかなる粘着性また
は溶融物質は微粒子に付着してもよい。多くの場合、あ
る量のこの種の物質の存在は全く問題にならない。
本発明は、乾式精錬反応炉からの化学エネルギー及び
顕熱を利用して金属酸化物鉱石の予備加熱及び予備還元
を行うものである。一実施例においては、これら金属酸
化物鉱石粒子は、ごく高温にまで加熱して金属酸化物の
還元速度を高めてもよい。その後、粒子はその粘着温度
以下に急速に冷却される。
一般的に、適当な供給源からの高温オフガスは、細長
い予備加熱／予備還元処理室の一端付近に位置する流入
管または流入管群を通じて導入される。流入管／又は流
入管群は、処理室の軸上または軸付近に配置されるのが
好ましい。
予備加熱／予備還元処理室の横断面積は、導管群の対
応する横断面積よりも実質的に大きくしてオフガスと処
理室の壁との直接接触を最小に押さえる。
好ましくは、酸化物粒子は、オフガスの入り口点付近
の個所で室に導入される。好ましくは、鉱石導入口また
は導入口群は、オフガスのバルク流の方向に実質的に一
直線上に配向させて処理室の軸方向に幾分伸長させる。
ある程度の渦を酸化物粒子輸送ガスに生じさせてもよ
い。
酸化物粒子は、貯蔵室または最初に述べた処理室と共
に稼働させる他の処理室から供給してもよい。酸化物粒
子は、完全に酸化されたオフガス等の適当なガスにより
処理室へ輸送される。
酸化物粒子は、粒子同士間及び粒子と内側表面との接
触を最小にしつつ、粒子がガスのバルク流で浮遊搬送さ
れるように、処理室にてオフガス流に導入される。金属
酸化物微粒子は、高温オフガスとの接触を通じて、急速
にごく高温に加熱される。処理室内の壁付近で生じたあ
る流動パターンが、粒子の付着及び凝集の防止に大きな
役割を担っているものと推測される。熱は処理室の壁を
通じて失われ、処理室からの排出段階で、流動パターン
中の粒子の温度は粘着温度以下に下がる。
高温酸化物粒子間の接触は、高温ガスと金属酸化物と
の相対的割合を変化させることにより最小に押さえても
よい。通常、利用できるガスの量は、あらかじめ決めら
れており、例えば、炉の操作により変更できる。かくし
て、新しい金属酸化物粒子の供給速度はガス流と調和さ
れる。この要因もまた、例えば、不必要な閉塞点を避
け、処理室に導入後、実質的に軸上に流れるべきガス流
を促進させるためには、処理室の設計において考慮に入
れるべきである。
処理室は、上昇管を取りつけてもよい。この場合、粒
子は、粒子を次の処理段階に導入する手段に入る前にさ
らに冷却する。
前述した様に、処理室及び流入口の内部形状は、予備
加熱、予備還元を促進し、粒子の凝集、粒子の処理室の
内表面への付着を最小とするように選択される。各導入
口または流入管の形状は、導入口または流入管付近で溶
融浴反応炉からの粒子の凝集を減少または消失させるべ
く最小の空所のみを残す円滑かつ丸みのある内表面を持
たせねばならない。
一旦粒子が所望の温度まで下がると，粒子は処理室か
ら回収され、例えば、サイクロン内で更なる処理にかけ
られる。
外部冷却手段を使って適切な温度勾配を得るようにし
てもよい。
昇温域での粒子の滞留時間は、炉からのオフガスおよ
びキャリヤガスのいずれか又は両者の流速を調整するこ
とで制御してもよい。
酸化物粒子は、必要に応じて、処理室内を一回又はそ
れ以上通過させてもよい。
本発明の一実施例において、フラックスは、キャリア
ガスに浮遊搬送させて、新しく供給された酸化物に添加
してもよいし、再利用の供給酸化物に添加してもよい。
燃焼させると処理室内の温度を上昇させる還元率を高
める炭素含有材料及び酸素含有ガスの注入は有利であ
る。
例えば、溶融浴反応炉からの、比較的高濃度の一酸化
炭素及び水素を含むオフガスの利用についてさらに詳細
に検討すると、このオフガスの出口温度は、1400℃から
1800℃の範囲にある。
前記方法の実施に使用する処理室１は、例えば、図１
に示すように、処理室本体1bからなり、その一端には流
入口を有するガス流入部1aが、また、他端には流出口を
有するガス排出部1cが形成されている。処理室本体1b及
びその両端は、処理室本体から、各々、流入口、流出口
に向けて先細りになる壁により形状が定められる。ま
た、ガス流入部1aの流入口には装着された流入管２は処
理室内に突出している。処理室本体1bの断面積は、流入
口と流出口の断面積よりも数倍大きくし、また、処理室
は、前記流動パターンが形成される充分な長さにしてあ
る。
図１に示すように、オフガスは処理室１へ送られ、流
入管２から処理室１に入る。流入管２は、キャリヤガス
に含まれる新しい鉱石粒子が通過する導入口３及び４よ
りも上流側に位置している。（通常、上流側に配置され
ている。）導入口３、４に対する流入管２の空間的位置
関係及び処理室１の内部寸法は、導入口３、４付近の通
常域にある鉱石粒子の急速還元を促進させ、鉱石粒子が
さらに処理室内を進行するにつれて冷却されるように設
定される。これにより、粒子の溶融が最小限に抑制さ
れ、粒子の粘着が減少させられる。流入管２と導入口
３、４の形状寸法、及びそれらの空間的位置関係は、処
理室の壁への粒子の接触を減少させ、粒子の壁への堆積
を減少／又は防止するように設定される。
処理室本体（1b）の横断面積は流入管２の横断面積よ
りも何倍も大きいので、オフガス流が処理室内を移動す
るにつれて、その速度は減少する。しかしながら、オフ
ガスが処理室の流出口に近づくにつれて、流出口付近の
処理室、即ち、ガス流出部1cの横断面積が次第に減少し
ているため、オフガス流の速度は漸進的に増加する。こ
のようなオフガス流の速度変化の結果、粒子が凝集した
り装置に付着する傾向を減少させる流動パターンが確立
される。
ガス及び被搬送固体粒子は分離器５へと流入し、分離
器からの排ガスはガス洗浄器に運ばれる。ガスに浮遊搬
送されている分離器５からの固体粒子は、分流器６に運
ばれる。個体粒子の全てを溶融浴反応炉７に運び、その
一部を処理室１に戻してもよい。
図２を参照すると、二つの処理室8,9が直列に設けら
れている。溶融浴反応炉10からのオフガスは、処理室８
に運ばれ、そこで、オフガスは、分離器、処理室9,最終
的には、新しい材料供給源（図示せず）からの浮遊搬送
固体粒子と一緒になる。処理室８からのガス及び固体粒
子は分離器12に運ばれ、分離ガスは処理室９に運ばれ、
個体粒子は分枝器13に運ばれる。分枝器13からの固体粒
子は分配されて、一部は反応炉10に運ばれ、他は処理室
９に運ばれる。処理室８、９の管及び導入口は、図１に
示した実施例における処理室１のものと同様のものであ
る。
図２に示す実施例においては、新しい個体粒子は、低
温側処理室９に注入され、分離器11を経て高温側処理室
８に運ばれる。
図１及び２に示した両実施例において、各々の溶融浴
反応炉に運ばれる固体粒子は、反応炉の最上部から注入
するのが好適であるが、反応炉の他の個所から注入して
もよい。反応炉の最上部の注入口は、独立したものであ
ってもよく、また、例えば、酸素含有ガス用注入口を取
り囲む環状体を通して、酸素含有ガス注入口と組み合わ
せてもよい。
図３（ａ）、３（ｂ）の実施例において、冷却微粒子
材料は、室14の出口付近で処理室壁に近接する個所に導
入され、処理室の内部表面に隣接して冷却粒子の落下カ
ーテンを形成させる。これら冷却粒子は処理室のオフガ
ス流入管に向けて落下していくと、オフガス流に浮遊し
て搬送されるようになり、ガス／固体粒子排出口を通っ
て処理室を出て行く。粒子は、内部環状分配器15を通じ
て室14内に進入する。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけ
る線Ａ−Ａ切断横断面図であり、参照番号16は冷却粒子
の落下カーテンを示している。流入管17と導入口18、19
は図１のものと同様である。
通常、前処理中に凝集しやすい高温固体粒子を羽口や
注入器を通じて導入するのは容易なことではない。しか
しながら、その微小粒度の故に、本発明により生産され
た予備加熱固体粒子は、溶融浴処理に輸送及び注入する
のに都合がよい。
図１及び２に示す両実施例において、図面左側の点線
矢印は、炭素含有材料と酸素含有ガスの注入を示してい
る。しかしながら、注入域は、粒子を急速加熱し冷却す
る機構を妨害しないように注意深く選択しなければなら
ない。還元速度は、流入管２から、例えば、一酸化炭素
を注入することで、高めてもよい。
明細書中において、‘酸素含有ガス’とは、純粋酸素
及び酸素を含有するガスを言い、空気及び酸素を多く含
む空気も含まれる。
‘炭素含有材料’とは、燃焼して適切な高温を発生す
る炭素をベースとする材料であり、無煙炭，瀝青炭また
は亜瀝青炭、コーキングまたは蒸し炭、コークス、亜炭
または褐炭、亜炭または褐炭から得られるチャー（cha
r）、重油残さ及び天然ガスを含む。亜炭または褐炭
は、オーストラリア特許561584及び588565、消滅特許願
第52422/86に開示されている方法で圧縮させたものであ
ってもよい。そのような圧縮物からチャー（char）を生
産する方法は、オーストラリア特許願第52234/86に開示
されている。
高温オフガスを処理室に供給する溶融浴反応炉とは、
例えば、以下に記載のいずれでもよい。溶融鉄浴反応
炉、深部鉱滓法反応炉、合金鉄浴反応炉、非鉄浴反応
炉、高温オフガスを排出する高温冶金処理浴反応炉が挙
げられる。
この方法は、予備還元された鉱石が完全に還元される
いずれの還元または溶落ち処理とも組み合わせて用いる
ことができる。これらは、公知の精錬還元装置であって
も、例えば、高炉、ロータリーキルン、流動化法または
循環流動化法であってもよい。
この方法は、特に、精錬還元容器と共に運転するのに
都合よく適用される。精練還元反応炉からの排ガスは、
直接、粒状金属鉱石を還元する予備還元処理室で使用さ
れ、得られた予備還元された材料は、その後、精錬還元
容器内で完全に還元される。この組合わせ処理は、多く
の利点を提供する。精錬還元容器からの排ガス中の不純
物は、粉状であれ、粘着性粒子であれ、金属溶滴であ
れ、反応炉内に導入可能であり、大部分が鉱石粒子上に
沈殿する。精錬還元容器からの高温の排ガスは、粒状金
属鉱石を加熱するのに必要な熱エネルギーを供給し、鉱
石は、排ガス中の高温一酸化炭素及び水素により予備還
元される。これは、冷却効果を伴い、粒状金属鉱石は、
付加的に、所望の制御可能な温度にまで排ガスを冷却す
る。この処理の上記特性は、全体として、反応炉内の流
動条件、温度及び鉱石の還元度の選択的制御を可能とす
るものである。
本発明は、また、酸化物鉱石を予備加熱及び予備還元
するための処理室を提供する。該処理室は、 1.酸化物粒子と熱還元性ガスの流れを規制し方向付ける
容器； 2.キャリヤガスで浮遊搬送される酸化物粒子用の導入口
又は導入口群；及び、 3.還元ガス用の流入管又は流入管群、 から成り、該導入口（群）及び流入管（群）は、酸化物
粒子の凝集及び粘着を制御すべく、酸化物粒子を、最初
還元条件にさらし、次いで、冷却するように配置されて
いることを特徴とする。
本発明は、また、金属酸化物鉱石を精練するための装
置を提供する。該装置は，以下のものを組み合わせて構
成される。
1.鉱石を溶融精錬するための溶融浴反応炉、 2.反応炉からのオフガスを導入する手段、 3.上記の処理室または処理室群、 4.新しい金属酸化物鉱石、または、予備加熱され部分的
に予備還元された金属酸化物鉱石を、処理室または処理
室群に注入する手段、 5.処理室または処理室群からのガスで浮遊搬送される酸
化物粒子をガス一固体分離器または分離器群に導入する
手段、及び 6.分離された固体の少なくとも一部と搬送ガスの幾らか
を反応炉に導入し、所望であれば、その一部を処理室ま
たは処理室群に導入する手段。
本発明が、その全体において、上記の具体的詳細な説
明に限定されるものではないことは明らかにご理解いた
だけよう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グラント、ロデリック・マックファーソ ン オーストラリア連邦、3108、ヴィクトリ ア、ドンキャスター、コレラ・ストリー ト 12番 (72)発明者 ハップ、ジェイムズ・ヴィンセント オーストラリア連邦、3134、ヴィクトリ ア、リングウッド、ニゲル・コート ６ 番 (72)発明者 スィーレ、グレン・アシュレイ カナダ、ヴィ２ジー・２ディ３、ブリテ ィッシュ・コロンビア、ウイリアムズ・ レイク、ジェネラル・デリバリー （番 地の表示なし) (56)参考文献 特開 昭59−80706（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22B 1/10 C22B 5/14

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】金属酸化物粉末を熱還元性ガス流中に導入
    して当該金属酸化物粒子を前記熱還元性ガス流で浮遊搬
    送させつつ少なくとも部分的に加熱還元する工程からな
    り、前記熱還元性ガス流が処理室の一端側から他端側へ
    流動する熱還元性ガスで形成され、かつ、前記処理室の
    一端側から他端側に向かって移動するにつれて速度を漸
    減し、次いで当該処理室の他端側に近付くにつれて速度
    を速める流動パターンを有し、前記熱還元性ガスが、前
    記金属酸化物粒子が粘着特性を示す温度以上の温度を有
    することを特徴とする金属酸化物の予備加熱及び予備還
    元方法。
  2. 【請求項２】前記熱還元性ガスの流動パターンにより前
    記金属酸化物粒子を当該金属酸化物粒子が粘着特性を示
    す温度以上の温度に加熱した後、粘着特性を示す温度以
    下に急冷することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】処理室の側壁近傍に冷却粒子を導入して下
    向きに流れる降下流を形成させ、これにより前記熱還元
    性ガス流中に導入された金属酸化物粒子に、粒子間接触
    ができる限り少なく、かつ、粘着性粒子が処理室の内壁
    に接触する前に当該粒子の粘着温度以下に冷却される流
    動パターンを生じさせることを特徴とする請求項１又は
    ２に記載の方法。
  4. 【請求項４】前記金属酸化物粒子をキャリアガスに浮遊
    させて金属酸化物粒子搬送流を形成し、当該金属酸化物
    粒子搬送流を前記熱還元性ガス流と混合して金属酸化物
    粒子と熱還元性ガスの混合流を形成させることを特徴と
    する請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記金属酸化物粒子と熱還元性ガスの混合
    流に、当該混合流が前記処理室の一端側から他端側へ処
    理室内を移動するにつれてその速度を漸減し、他端に近
    付くにつれて速度を速める流動パターンを生じさせ、こ
    れによって前記熱還元性ガス流中に導入された金属酸化
    物粒子に粒子間接触ができる限り少なく、かつ、粘着性
    粒子が処理室の内壁に接触する前に当該粒子の粘着温度
    以下に冷却される前記流動パターンを生じさせることを
    特徴とする請求項３に記載の方法。
  6. 【請求項６】前記熱還元性ガスが溶融還元炉からのオフ
    ガスである請求項１〜５のいずれか一に記載の方法。
  7. 【請求項７】前記オフガスの温度が、1400℃から1800℃
    の範囲にある請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】前記金属酸化物粒子がクロマイト鉱石であ
    る請求項１〜７に記載の方法。
  9. 【請求項９】前記金属酸化物粒子搬送流により、前記金
    属酸化物粒子と熱還元性ガスの混合流にある程度の渦を
    生じさせる請求項４に記載の方法。
  10. 【請求項１０】前記金属酸化物の一部が、金属酸化物の
    再循環粒子から成る請求項１〜９のいずれかに記載の方
    法。
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