JP3386162B2 - 亜鉛製錬設備の操業方法 - Google Patents
亜鉛製錬設備の操業方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は含亜鉛化合物を還元揮発
して得た亜鉛蒸気を含む排ガスより粗亜鉛を回収し、そ
の後排ガス中の一酸化炭素を無害化する亜鉛製錬設備の
操業方法に関する。
して得た亜鉛蒸気を含む排ガスより粗亜鉛を回収し、そ
の後排ガス中の一酸化炭素を無害化する亜鉛製錬設備の
操業方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＳＰ法は他の鉛や亜鉛を処理する乾式
工程に比して鉛と亜鉛とを同時に処理できることからコ
スト競争力の高いものとなっている。しかし、近時のコ
スト競争の激化は、このＩＳＰ法のコスト競争力すら無
力のものとしつつある。と言うのは、このＩＳＰ法で
は、鉛を含む硫化亜鉛精鉱をばい焼し、得た焼結塊を塊
状コークスと共に溶鉱炉に投入し、亜鉛を揮発させて亜
鉛蒸気を含む還元ガスを得、このガス中の亜鉛蒸気を鉛
スプラッシュコンデンサーで吸収し、回収して粗亜鉛を
得、鉛を溶鉱炉内で還元して粗鉛として炉底に得ている
が、この塊状コークスは高価なものであり、ＩＳＰ法の
一層のコストダウンを困難なものとしているからであ
る。
工程に比して鉛と亜鉛とを同時に処理できることからコ
スト競争力の高いものとなっている。しかし、近時のコ
スト競争の激化は、このＩＳＰ法のコスト競争力すら無
力のものとしつつある。と言うのは、このＩＳＰ法で
は、鉛を含む硫化亜鉛精鉱をばい焼し、得た焼結塊を塊
状コークスと共に溶鉱炉に投入し、亜鉛を揮発させて亜
鉛蒸気を含む還元ガスを得、このガス中の亜鉛蒸気を鉛
スプラッシュコンデンサーで吸収し、回収して粗亜鉛を
得、鉛を溶鉱炉内で還元して粗鉛として炉底に得ている
が、この塊状コークスは高価なものであり、ＩＳＰ法の
一層のコストダウンを困難なものとしているからであ
る。
【０００３】このような状況下、ＩＳＰ法に変わる種々
の製錬法の開発が試みられている。例えば、特公昭６１
−２８００４号公報記載の「吹き込み熔錬による亜鉛製
錬法」がある。この方法は、予め亜鉛精鉱中のＦｅ／Ｓ
ｉＯ2比に近い組成のスラグと粗鉛層からなる溶融浴を
炉内に溜め、該溶融浴中に亜鉛精鉱のばい焼粉と還元剤
と高酸素富化空気とをランスを介して吹き込み、亜鉛の
一部をスラグ中に固定し、一部を酸化亜鉛として煙灰中
に濃縮し、次工程で亜鉛蒸気を発生させ、粗亜鉛を回収
するものであり、還元剤として安価な粉コークスまたは
／及び粉炭を使用するものである。
の製錬法の開発が試みられている。例えば、特公昭６１
−２８００４号公報記載の「吹き込み熔錬による亜鉛製
錬法」がある。この方法は、予め亜鉛精鉱中のＦｅ／Ｓ
ｉＯ2比に近い組成のスラグと粗鉛層からなる溶融浴を
炉内に溜め、該溶融浴中に亜鉛精鉱のばい焼粉と還元剤
と高酸素富化空気とをランスを介して吹き込み、亜鉛の
一部をスラグ中に固定し、一部を酸化亜鉛として煙灰中
に濃縮し、次工程で亜鉛蒸気を発生させ、粗亜鉛を回収
するものであり、還元剤として安価な粉コークスまたは
／及び粉炭を使用するものである。
【０００４】該方法はＩＳＰ法と比較すると、塊状コー
クスの代わりに粉コークス及び／または粉炭を使用する
ために、操業費用の大幅な低下が可能となる。しかしな
がら、この方法では粉コークスの炉内での滞留時間が短
いため、塊状コークスに比較して粒径が小さいにもかか
わらず、粉コークスの利用率、すなわちどれだけの炭素
が燃焼してガス成分となるかと言うガス化率は、ＩＳＰ
法に比べて著しく悪い。その結果、未燃焼の粉コークス
が多量に後工程のコンデンサーに飛散し、亜鉛の凝集を
阻害し、亜鉛の回収率を著しく低下している。この欠点
を用いるランスの改造により解消する方法も検討されて
いるが、炉本体の欠点を十分カバーできるものは提案さ
れていない。何れにしろ、該方法では粗亜鉛を得るのに
２工程を必要とし、全体的にみた場合必ずしも十分なコ
ストダウンが図られているとは言えない。
クスの代わりに粉コークス及び／または粉炭を使用する
ために、操業費用の大幅な低下が可能となる。しかしな
がら、この方法では粉コークスの炉内での滞留時間が短
いため、塊状コークスに比較して粒径が小さいにもかか
わらず、粉コークスの利用率、すなわちどれだけの炭素
が燃焼してガス成分となるかと言うガス化率は、ＩＳＰ
法に比べて著しく悪い。その結果、未燃焼の粉コークス
が多量に後工程のコンデンサーに飛散し、亜鉛の凝集を
阻害し、亜鉛の回収率を著しく低下している。この欠点
を用いるランスの改造により解消する方法も検討されて
いるが、炉本体の欠点を十分カバーできるものは提案さ
れていない。何れにしろ、該方法では粗亜鉛を得るのに
２工程を必要とし、全体的にみた場合必ずしも十分なコ
ストダウンが図られているとは言えない。
【０００５】これらの欠点を解消すべく検討されている
ものにフラッシュスメルティング法を用いた亜鉛・鉛の
還元製錬法がある。この方法はいわゆる反応塔とセトラ
ーとアップティクと称される排煙道から構成される所謂
自溶炉を用いるものであり、通常反応塔内に粉状あるい
は溶融原料と粉状燃料とを燃焼用気体と共に吹き込み、
原料中の亜鉛と鉛とを還元し、鉛と亜鉛との混合蒸気を
得ようとするものである。
ものにフラッシュスメルティング法を用いた亜鉛・鉛の
還元製錬法がある。この方法はいわゆる反応塔とセトラ
ーとアップティクと称される排煙道から構成される所謂
自溶炉を用いるものであり、通常反応塔内に粉状あるい
は溶融原料と粉状燃料とを燃焼用気体と共に吹き込み、
原料中の亜鉛と鉛とを還元し、鉛と亜鉛との混合蒸気を
得ようとするものである。
【０００６】ところで、上記酸化亜鉛を還元したときに
発生する排ガスは亜鉛蒸気、一酸化炭素、炭酸ガス、ダ
スト等を含む還元性のガスであり、当然のことながら、
亜鉛回収後の排ガスも一酸化炭素を含む還元性のガスで
ある。通常、この排ガス中の一酸化炭素濃度は５０％程
度に及ぶ場合もあり、この排ガスをコンデンサーの後に
設けたガス処理設備で除塵した後燃焼室に導入して燃焼
し、排ガス中の一酸化炭素を燃料として利用し、二酸化
炭素とした上で大気中に放出しているが、このような一
酸化炭素を多量に含む排ガスに酸素が混入するとガス爆
発が生じる可能性があり、通常コントロールダンパーを
操作して装置内を正圧としている。
発生する排ガスは亜鉛蒸気、一酸化炭素、炭酸ガス、ダ
スト等を含む還元性のガスであり、当然のことながら、
亜鉛回収後の排ガスも一酸化炭素を含む還元性のガスで
ある。通常、この排ガス中の一酸化炭素濃度は５０％程
度に及ぶ場合もあり、この排ガスをコンデンサーの後に
設けたガス処理設備で除塵した後燃焼室に導入して燃焼
し、排ガス中の一酸化炭素を燃料として利用し、二酸化
炭素とした上で大気中に放出しているが、このような一
酸化炭素を多量に含む排ガスに酸素が混入するとガス爆
発が生じる可能性があり、通常コントロールダンパーを
操作して装置内を正圧としている。
【０００７】しかし、上記した吹き込み熔錬法や自熔炉
を用いる還元製錬法では、操業が異常停止した場合等で
の系内に存在する排ガス中の一酸化炭素の異常燃焼を必
ずしも完全に防止できるものと成っていない。と言うの
は、上記方法で用いる炉を還元炉として用いる場合、設
備上のトラブル等により還元剤や燃料が炉内に装入でき
なくなった場合、酸化性ガスが過剰に炉内に吹き込まれ
るが、この吹き込まれた酸化性のガスが高温度雰囲気の
炉内に滞留している限りは該酸化性のガスと炉内の一酸
化炭素とは安定的に反応し問題を生じないが、コンデン
サー以降に該酸化性のガスが流入すると、酸化性ガス中
の酸素と一酸化炭素とが爆発的に燃焼する恐れがあるか
らである。
を用いる還元製錬法では、操業が異常停止した場合等で
の系内に存在する排ガス中の一酸化炭素の異常燃焼を必
ずしも完全に防止できるものと成っていない。と言うの
は、上記方法で用いる炉を還元炉として用いる場合、設
備上のトラブル等により還元剤や燃料が炉内に装入でき
なくなった場合、酸化性ガスが過剰に炉内に吹き込まれ
るが、この吹き込まれた酸化性のガスが高温度雰囲気の
炉内に滞留している限りは該酸化性のガスと炉内の一酸
化炭素とは安定的に反応し問題を生じないが、コンデン
サー以降に該酸化性のガスが流入すると、酸化性ガス中
の酸素と一酸化炭素とが爆発的に燃焼する恐れがあるか
らである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記状況に鑑
みてなされたものであり、異常時の一酸化炭素爆発を確
実に防止しうる亜鉛製錬設備の操業方法の提供を目的と
する。
みてなされたものであり、異常時の一酸化炭素爆発を確
実に防止しうる亜鉛製錬設備の操業方法の提供を目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】 上記課題を解決する本
発明の操業方法は、含亜鉛原料と、還元剤と、燃料と、
酸化性ガスが装入され、亜鉛蒸気を含む排ガスを得る還
元炉と、該還元炉より排出された排ガス中の亜鉛を除去
するコンデンサーと、該コンデンサーの後に設けられた
除塵装置と、該除塵装置の後に設けられたコントロール
ダンパーと、コントロールダンパーの後に設けられた一
酸化炭素燃焼炉から構成される亜鉛製錬設備の操業方法
において、還元炉への装入物の少なくとも何れか一種が
装入停止した場合に、該装入停止を検知し、他の全ての
装入物を装入停止し、亜鉛製錬設備内に還元炉装入側よ
り、不活性ガスを吹き込み該亜鉛製錬設備内を正圧に維
持し、還元炉内へ大気が流入するのを防止すると共に、
還元炉内の反応ガスを一酸化炭素燃焼炉に送り込むもの
であり、あるいは該亜鉛製錬設備内の排ガス中の一酸化
炭素濃度を１３％未満、好ましくは３％以下にするもの
である。
発明の操業方法は、含亜鉛原料と、還元剤と、燃料と、
酸化性ガスが装入され、亜鉛蒸気を含む排ガスを得る還
元炉と、該還元炉より排出された排ガス中の亜鉛を除去
するコンデンサーと、該コンデンサーの後に設けられた
除塵装置と、該除塵装置の後に設けられたコントロール
ダンパーと、コントロールダンパーの後に設けられた一
酸化炭素燃焼炉から構成される亜鉛製錬設備の操業方法
において、還元炉への装入物の少なくとも何れか一種が
装入停止した場合に、該装入停止を検知し、他の全ての
装入物を装入停止し、亜鉛製錬設備内に還元炉装入側よ
り、不活性ガスを吹き込み該亜鉛製錬設備内を正圧に維
持し、還元炉内へ大気が流入するのを防止すると共に、
還元炉内の反応ガスを一酸化炭素燃焼炉に送り込むもの
であり、あるいは該亜鉛製錬設備内の排ガス中の一酸化
炭素濃度を１３％未満、好ましくは３％以下にするもの
である。
【００１０】
【作用】還元炉には原料と、還元剤と、燃料と、酸化性
ガス等が装入される。よって、一酸化炭素の爆発を防止
するのみであれば、異常時に酸化性ガスと熱分解により
酸素を発生する原料等のみの装入を停止すればよい。し
かし、異常事態解消し、操業を再開した後より早く正常
な操業状態に回復させるためには、停止時の状態を可能
な限り良好な炉況のままとすることが必要である。この
ため、本発明の方法では還元炉への装入物の少なくとも
何れか一種が装入停止したとき、他の装入物全てを装入
停止する。
ガス等が装入される。よって、一酸化炭素の爆発を防止
するのみであれば、異常時に酸化性ガスと熱分解により
酸素を発生する原料等のみの装入を停止すればよい。し
かし、異常事態解消し、操業を再開した後より早く正常
な操業状態に回復させるためには、停止時の状態を可能
な限り良好な炉況のままとすることが必要である。この
ため、本発明の方法では還元炉への装入物の少なくとも
何れか一種が装入停止したとき、他の装入物全てを装入
停止する。
【００１１】装入物の停止を行うことにより還元炉内の
反応ガスがコンデンサーやガス処理設備に流入すること
は防止できる。しかし、コントロールダンパーの追随遅
れ等による系内への大気の混入は防止できない。この問
題を解決するために、本発明では還元炉への装入停止と
同時に還元炉装入側より不活性ガスを自動的に吹き込
み、系内を正圧に維持し、大気の系内への流入を防止し
つつ、系内のガスを燃焼炉へ強制的に送り込み一酸化炭
素を燃焼する。
反応ガスがコンデンサーやガス処理設備に流入すること
は防止できる。しかし、コントロールダンパーの追随遅
れ等による系内への大気の混入は防止できない。この問
題を解決するために、本発明では還元炉への装入停止と
同時に還元炉装入側より不活性ガスを自動的に吹き込
み、系内を正圧に維持し、大気の系内への流入を防止し
つつ、系内のガスを燃焼炉へ強制的に送り込み一酸化炭
素を燃焼する。
【００１２】また、系内のガス中の一酸化炭素濃度を一
定値以下に下げることにより一酸化炭素と酸素との爆発
的燃焼は回避しうる。このためには、排ガス中の一酸化
炭素濃度が爆発下限の１３％未満、好ましくは３％以下
になるように不活性ガスを吹き込む。この方法によって
も、例えばコントロールダンパーが閉となっている様な
場合でも、設備を構成する各装置よりのガス漏れ、バル
ブの取り合い部よりの漏れ等により設備が破壊されるこ
とはない。なお、３％以下とするのは、１３％未満とし
た場合には、局部的に１３％を越える一酸化炭素濃度の
排ガスが存在する可能性が皆無と言うわけではないのに
対し、３％以下とすればこれが皆無となるからである。
定値以下に下げることにより一酸化炭素と酸素との爆発
的燃焼は回避しうる。このためには、排ガス中の一酸化
炭素濃度が爆発下限の１３％未満、好ましくは３％以下
になるように不活性ガスを吹き込む。この方法によって
も、例えばコントロールダンパーが閉となっている様な
場合でも、設備を構成する各装置よりのガス漏れ、バル
ブの取り合い部よりの漏れ等により設備が破壊されるこ
とはない。なお、３％以下とするのは、１３％未満とし
た場合には、局部的に１３％を越える一酸化炭素濃度の
排ガスが存在する可能性が皆無と言うわけではないのに
対し、３％以下とすればこれが皆無となるからである。
【００１３】なお、本発明に用いる不活性ガスとして窒
素、アルゴン、二酸化炭素等がある。
素、アルゴン、二酸化炭素等がある。
【００１４】
【実施例】次に本発明の実施例について述べる
（実施例１）還元炉として内寸で直径が１．５ｍ、高さ
が２．５ｍの反応塔と、内寸で直径が１．５ｍ、長さが
５．２５ｍのセトラーをもち、セトラーの後に内寸で長
さが５ｍ、幅が１ｍ、高さが０．５８ｍのコンデンサー
を設け、コンデンサーの排出端の直上に内寸で幅１ｍ、
奥行き０．８ｍ高さ２．６ｍのオフテークを設け、該オ
フテークの後に内寸で幅１．５ｍ、奥行き１ｍ、高さ３
ｍの煙塵室と内寸で幅０．８ｍ、長さ４．７ｍ、高さ
１．７ｍの燃焼室とが、コントロールダンパーとしての
バタフライ弁と、直径が３５ｍｍの穴を３０カ所可能な
限り均等に分布するように開けた多孔板とを介し、内径
０．５ｍの配管で結合して還元炉最上流部から燃焼室入
口までのガス空間が２３ｍ3の亜鉛回収設備を構成し
た。なお、燃焼室の排ガスは水冷ジャケットタイプのク
ーラーで冷却し、耐熱温度２５０℃のバグフィルターで
除塵し、大気中に放出した。また、この還元炉では装入
物の何れか一つが装入停止となったとき、他の装入物が
すべて装入停止となり、反応塔天井部に設けられたノズ
ルより１２０Ｎｍ3／Ｈの割合で窒素ガスが自動的に還
元炉内に吹き込まれるようになっている。
が２．５ｍの反応塔と、内寸で直径が１．５ｍ、長さが
５．２５ｍのセトラーをもち、セトラーの後に内寸で長
さが５ｍ、幅が１ｍ、高さが０．５８ｍのコンデンサー
を設け、コンデンサーの排出端の直上に内寸で幅１ｍ、
奥行き０．８ｍ高さ２．６ｍのオフテークを設け、該オ
フテークの後に内寸で幅１．５ｍ、奥行き１ｍ、高さ３
ｍの煙塵室と内寸で幅０．８ｍ、長さ４．７ｍ、高さ
１．７ｍの燃焼室とが、コントロールダンパーとしての
バタフライ弁と、直径が３５ｍｍの穴を３０カ所可能な
限り均等に分布するように開けた多孔板とを介し、内径
０．５ｍの配管で結合して還元炉最上流部から燃焼室入
口までのガス空間が２３ｍ3の亜鉛回収設備を構成し
た。なお、燃焼室の排ガスは水冷ジャケットタイプのク
ーラーで冷却し、耐熱温度２５０℃のバグフィルターで
除塵し、大気中に放出した。また、この還元炉では装入
物の何れか一つが装入停止となったとき、他の装入物が
すべて装入停止となり、反応塔天井部に設けられたノズ
ルより１２０Ｎｍ3／Ｈの割合で窒素ガスが自動的に還
元炉内に吹き込まれるようになっている。
【００１５】この亜鉛回収設備を用い、還元炉の反応塔
頂部に設けたバーナーより反応塔内に含亜鉛原料を４０
７Ｋｇ／Ｈ、粉コークスを４１６Ｋｇ／Ｈ、酸素（純度
９０％）を４１０Ｎｍ3／Ｈ、空気を１３５Ｎｍ3／Ｈの
割合で吹き込み、連続操業を行った。この操業状況で、
還元炉炉口ガス温度は１２６０℃、コンデンサー出口ガ
ス温度は４７０℃、燃焼室から２ｍ上流（多孔板の０．
１５ｍ上流）の配管内のガス温度は２１０℃であった。
そして、この位置Ａでのガス中一酸化炭素濃度は約４３
％、二酸化炭素濃度は約３５％であった。
頂部に設けたバーナーより反応塔内に含亜鉛原料を４０
７Ｋｇ／Ｈ、粉コークスを４１６Ｋｇ／Ｈ、酸素（純度
９０％）を４１０Ｎｍ3／Ｈ、空気を１３５Ｎｍ3／Ｈの
割合で吹き込み、連続操業を行った。この操業状況で、
還元炉炉口ガス温度は１２６０℃、コンデンサー出口ガ
ス温度は４７０℃、燃焼室から２ｍ上流（多孔板の０．
１５ｍ上流）の配管内のガス温度は２１０℃であった。
そして、この位置Ａでのガス中一酸化炭素濃度は約４３
％、二酸化炭素濃度は約３５％であった。
【００１６】設備の故障を想定し、故意に粉コークスの
バーナーへの供給を停止させたところ、酸素と含亜鉛原
料と空気のバーナーへの供給が停止し、窒素ガスが反応
塔のノズルより自動的に炉内に供給された。なお、この
ときコントロールダンパーはそのまま作動している。１
５分後、前記位置Ａの一酸化炭素濃度は爆発下限の１３
％未満となり、２５分後３％未満となった。その時点で
窒素の吹き込みを停止した。その後、操業を再開したと
ころ以後順調に連続操業を続けることができた。
バーナーへの供給を停止させたところ、酸素と含亜鉛原
料と空気のバーナーへの供給が停止し、窒素ガスが反応
塔のノズルより自動的に炉内に供給された。なお、この
ときコントロールダンパーはそのまま作動している。１
５分後、前記位置Ａの一酸化炭素濃度は爆発下限の１３
％未満となり、２５分後３％未満となった。その時点で
窒素の吹き込みを停止した。その後、操業を再開したと
ころ以後順調に連続操業を続けることができた。
【００１７】
【発明の効果】本発明の操業方法によれば、操業停止に
伴う一酸化炭素の爆発的燃焼を確実に防止できる。
伴う一酸化炭素の爆発的燃焼を確実に防止できる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 藤 田 敬 二
愛 媛 県 西 条 市 朔 日 市
227−３
(56)参考文献 特公 昭62−20248（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22B 1/00 - 61/00
Claims (4)
- 【請求項１】 含亜鉛原料と、還元剤と、燃料と、酸化
性ガスが装入され、亜鉛蒸気を含む排ガスを得る還元炉
と、該還元炉より排出された排ガス中の亜鉛を除去する
コンデンサーと、該コンデンサーの後に設けられた除塵
装置と、該除塵装置の後に設けられたコントロールダン
パーと、コントロールダンパーの後に設けられた一酸化
炭素燃焼炉から構成される亜鉛製錬設備の操業方法にお
いて、還元炉への装入物の少なくとも何れか一種が装入
停止した場合に、該装入停止を検知し、他の全ての装入
物を装入停止し、亜鉛製錬設備内に還元炉装入側より、
不活性ガスを吹き込み該亜鉛製錬設備内を正圧に維持
し、還元炉内へ大気が流入することを防止すると共に、
還元炉内の反応ガスを一酸化炭素燃焼炉に送り込むこと
を特徴とする亜鉛製錬設備の操業方法。 - 【請求項２】 亜鉛製錬設備の排ガス中の一酸化炭素濃
度を１３％未満にすることを特徴とする請求項１に記載
の亜鉛製錬設備の操業方法。 - 【請求項３】 亜鉛製錬設備内の排ガス中の一酸化炭
素濃度が３％以下であることを特徴とする請求項２記載
の亜鉛製錬設備の操業方法。 - 【請求項４】 不活性ガスが窒素、あるいはアルゴン
であることを特徴とする請求項１〜３のうちの何れかの
亜鉛製錬設備の操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35394092A JP3386162B2 (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 亜鉛製錬設備の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35394092A JP3386162B2 (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 亜鉛製錬設備の操業方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06184655A JPH06184655A (ja) | 1994-07-05 |
| JP3386162B2 true JP3386162B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=18434242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35394092A Expired - Fee Related JP3386162B2 (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 亜鉛製錬設備の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3386162B2 (ja) |
-
1992
- 1992-12-16 JP JP35394092A patent/JP3386162B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06184655A (ja) | 1994-07-05 |
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