JP3541809B2

JP3541809B2 - 出湯口構造及びそれを使用した塩化第一銅製造用反応炉

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Publication number: JP3541809B2
Application number: JP2001028571A
Authority: JP
Inventors: 悦郎小林; 英旨松崎; 篤思村田; 一義本多
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2001-02-05
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2004-07-14
Anticipated expiration: 2021-02-05
Also published as: JP2002228365A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属溶解炉や塩化第一銅製造用反応炉等の構造に関するものであり、さらに詳しくは出湯口の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属溶解炉や塩化第一銅製造用反応炉等の主に高温溶湯を取り扱う炉の出湯口は、炉体と一体構造に作られていた。例えば金属を溶解する坩堝炉等の小型炉では、出湯口は不定形耐火物等を使用して炉体と一体構造に作られていた。また、大型の金属溶解炉では、出湯口は定形の耐火煉瓦等を使用して炉体と一体構造に作られていた。
【０００３】
さらに、高温の溶湯を出湯する炉として塩化第一銅製造用反応炉が挙げられる。
塩化第一銅は、フタロシアニン系顔料の合成原料として使用されており、通常は坩堝で製造された溶湯を粒状化したものが使用されている。この塩化第一銅は、例えば、原料としての銅とそれを塩素化するための塩素ガスを使用し、高温下で原料銅塩素ガスと接触させて塩化第一銅とし、得られた塩化第一銅溶湯を微粒化して微細粒子として回収している。
すなわち、まず反応炉中で原料銅を塩素ガスにより塩素化して塩化第二銅を含む溶湯を製造し、さらに別の坩堝でこの塩化第二銅に銅を加えて塩化第二銅を還元することにより塩化第一銅の溶湯を得ている。
そして、上記のようにして得られた塩化第一銅の溶湯を、回転円板式造粒機や噴射式造粒機などにより粒状化して粒状体とする。尚、上記回転円板式造粒機とは、カーボンやセラミックス、石英などからなり表面が平滑に加工された円板を回転させ、そのほぼ中央部に上記溶湯を滴下することにより、円板の遠心力や溶湯の表面張力を利用して溶湯を急冷して粒状化する装置である。また噴射式造粒機とは、その要部に樋部と、この樋部の下方に設けられたガス噴射管とを備えており、樋部の先端から滴下された溶湯に向けてガス噴射管から乾燥空気などの気体を噴射することにより、溶湯を急冷して粒状化する装置である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の金属溶解炉や塩化第一銅製造用反応炉は、高温の溶湯を流したりあるいは腐食性の強い物質を使用するので、耐火物を浸食し易く、特に溶湯流に洗われる出湯口は浸食による損傷が著しい。出湯口が損傷すると補修のためプロセス全体を停止せねばならず、生産性の低下及び補修費の増大によるコストアップの原因となる。耐火性や耐食性に優れた材料の選択にも限界があるので、出湯口が損傷した際に迅速に復旧させて、操業停止時間を極力短くする必要がある。
【０００５】
上述の塩化第一銅の製造工程においても、塩化第一銅溶湯を製造するための反応炉が、原料銅を塩素化するための塩素ガスによって劣化し、長期間安定して塩化第一銅を製造することが困難であるという問題があった。特に、５００℃以上の高温で腐食性に富んだ溶湯流に洗われる炉の出湯口の浸食による損傷が著しい。炉本体は正常でも出湯口の損傷により操業が停止すると、大きな損失を招くことになる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、炉の出湯口が損傷しても迅速・簡単に交換することができる炉の出湯口構造を提供することを目的とする。
また、本発明は、長期間安定して塩化第一銅の溶湯を効率的に製造することが可能な炉の出湯口構造と、塩化第一銅製造用反応炉を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の出湯口構造は、少なくとも溶湯を保持する容器本体と溶湯を外部に導出するための出湯口とを具備した炉の出湯口構造であって、該出湯口が炉本体に脱着自在な炉体先端部と、該炉体先端部に接合一体化されたノズルからなっている出湯口構造を採用した。
このような出湯口構造としては、前記炉体先端部が、側面がテーパーを有するブロックからなり、該テーパーと同じテーパーを有する炉本体の所定位置に嵌合して取り付けられる出湯口構造とするのが好ましい。また、前記ノズルは、前記炉体先端部に設けられたテーパー付きの孔に嵌合接合して一体化するように構成することが好ましい。
【０００８】
出湯口構造を上記のように構成することにより、たとえ出湯口のノズルあるいは炉体先端部が損傷しても、嵌合方式で取り付けられているので、損傷部材のみを迅速・簡単に交換することが可能となり、補修にための操業停止時間を極力短縮することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の塩化第一銅製造用反応炉は、原料として銅と、それを塩素化するための塩素ガスを使用し、少なくとも高温下で原料銅に塩素ガスを投入又は導入する手段及び生成した塩化第一銅溶湯を外部に導出するための出湯口を具備した塩化第一銅製造用反応炉であって、該出湯口を炉本体に脱着自在な炉体先端部と、該炉体先端部に接合一体化された円筒状ノズルから構成した塩化第一銅製造用反応炉とした。
塩化第一銅製造用反応炉の出湯口を上記のように構成することにより、たとえ出湯口のノズルあるいは炉体先端部が損傷しても、嵌合方式で取り付けられているので、損傷部材のみを迅速・簡単に交換することが可能となり、補修にための操業停止時間を極力短縮することが可能となる
【００１０】
本発明の塩化第一銅製造用反応炉においては、前記炉体先端部を、側面がテーパーを有するブロックからなり、該テーパーと同じテーパーを有する炉本体の所定位置に嵌合して脱着自在に取り付ける構造とするのが好ましい。
また、本発明の塩化第一銅製造用反応炉においては、前記ノズルを、前記炉体先端部に設けられたテーパー付きの孔に嵌合接合して一体化する構造とするのが好ましい。
このような嵌合構造を採用することにより、ノズルあるいは炉体先端部といった局部的な損傷箇所のみを交換することが可能となり、補修の費用と時間を大幅に節約することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の塩化第一銅製造用反応炉においては、前記ノズルの先端部が炉本体の出湯口に対して下向きとするのが好ましい。ノズルの先端部が下向きとなっていれば、自然落下により高温用溶湯を次工程の噴霧工程に導くのが容易になるからである。
【００１２】
さらに本発明の塩化第一銅製造用反応炉においては、前記ノズルとしてカーボン製のノズルを使用することができる。カーボン製のノズルは溶融塩化第一銅及び塩化第二銅に対する耐食性が優れているので塩化第一銅製造用反応炉の寿命を長くすることが可能となり、炉の補修間隔を大幅に延長させる効果をもたらす。あるいはまた、前記炉体先端部とノズルとして炭化珪素製のものを使用することもできる。炭化珪素も溶融塩化第一銅及び塩化第二銅に対する耐食性が優れているので、炉の補修間隔を大幅に延長させる効果をもたらす。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、以下の図面の説明では、各部材を図面上で識別可能な程度の大きさとするため、各部材や各方向の縮尺は必ずしも同一にはしていない。
【００１４】
（塩化第一銅製造用反応炉）
図１は、本発明の一実施の形態である塩化第一銅製造用反応炉を示す図であり、図１（ａ）は、反応炉の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の線Ａ−Ａ’に沿った断面図である。これらの図に示す反応炉１は、横長の浴槽型形状とされて上面側が開口されている反応炉体１０と、この反応炉体１０の周面および底面部を覆って設けられている冷却ジャケット装置１１と、反応炉体１０の先端部側（図示右側）に着脱自在に取り付けられたノズル装置１２とを主体として構成されている。
【００１５】
反応炉体１０は、全体が例えばＳｉＣを主成分とする耐熱セラミックスで構成されたもので、細長い長方形状の底壁１０Ａと、両側壁１０Ｂと、後部壁１０Ｃと、前部傾斜壁１０Ｄとを主体として浴槽型に形成されている。前記底壁１０Ａは反応炉体１０の全長の２／３程度を占める平底型のもので、この底壁１０Ａに対して反応炉体１０の全長の残り１／３程度を占める前部傾斜壁１０Ｄが連続形成されている。前記底壁１０Ａと前部傾斜壁１０Ｄの幅方向両側にはこれらに一体的に側壁１０Ｂ、１０Ｂが形成され、両側壁１０Ｂ，１０Ｂは反応炉体１０の先端部側（図示右側）にいくほど狭くなるように、傾斜（テーパー）を有する側壁１０Ｂ’，１０Ｂ’へと連なっている。また、前記底壁１０Ａの後端部側には底壁１０Ａと両側壁１０Ｂとに一体的に平面視円弧状の後部壁１０Ｃが形成されている。なお、これら底壁１０Ａおよび前部傾斜壁１０Ｄに対して両側壁１０Ｂと後部壁１０Ｃとが接続される部分の内面側は曲面加工されている。
【００１６】
本発明に係る反応炉体１０は、ＳｉＣを主成分とする耐熱セラミックスで構成されているため、銅を塩素化するために反応炉体１０内部に導入される塩素ガスとの反応による反応炉体１０の劣化を抑えることができるので、長期間安定して塩化銅の溶湯を製造することが可能である。
【００１７】
前記反応炉体１０の内部において底壁１０Ａと前部傾斜壁１０Ｄとの境界部分の上方には、図１に示すようにカーボンなどの耐熱材料からなる平板状の堰板部１３が両側壁１０Ｂ、１０Ｂに設けられた溝（図示省略）に沿って嵌合されており、この堰板部１３により反応炉体１０の内部空間が底壁１０Ａ側の第１の反応部ａと前部傾斜壁１０Ｄ側の第２の反応部ｂとに区画されるとともに、前記堰板部１３の下端部と底壁１０Ａとの間には流通部１５が形成されている。
【００１８】
前記反応炉体１０の前部傾斜壁１０Ｄの上部側が両側壁１０Ｂ、１０Ｂの上端部よりも１段低められ、両側壁１０Ｂ、１０Ｂと前部傾斜壁１０Ｄの先端部により凹部型の嵌合部１０Ｇが形成されている。そしてこの嵌合部１０Ｇに対して着脱自在にブロック本体１６が装着されている。この嵌合部１０Ｇは、底面が平坦で、両側面がテーパーを有する両側壁１０Ｂ’，１０Ｂ’で構成された凹型をなしており、この嵌合部１０Ｇにブロック本体１６を載置すれば、嵌合部１０Ｇとブロック本体１６が嵌合するように構成されている。後に詳説するように、このブロック本体１６の前部傾斜壁上端部には、丸型の嵌合孔１６Ｈが形成されている。さらにこの嵌合孔１６Ｈに対してノズル１７が着脱自在に装着され、ブロック本体１６とノズル１７とが一体化されて前記のノズル装置１２が構成されている。
このような構成のノズル装置１２を用いることにより、ノズル１７あるいはブロック本体１６が局部的に損傷を受けても、直ちに損傷部のみを局部的に交換して短時間に損傷を回復できるので、プラントの操業に大きな影響を及ぼすことはない。
【００１９】
冷却ジャケット装置１１は、反応炉体１０の底面と周面を覆うことができる形状の浴槽型として構成されている。また冷却ジャケット装置１１は中空の２重構造とされ、中空部内に冷却ジャケット装置１１の長さ方向に沿うように仕切壁が平行に所定の間隔で複数立設され、それらの内部に循環流路が形成されている。そして、反応炉体１０の側壁に設けられた導入管２５が前記の循環流路に接続されていて、導入管２５から循環流路に冷却媒体を流入させ、反応炉体１０の側壁に設けられた導出管２６から冷却媒体を排出できるように構成されている。
【００２０】
また、冷却ジャケット装置１１の側壁には、冷却ジャケット装置１１内部に収容された反応炉体１０の側壁の温度を測定するための複数の熱電対３５が設けられている。これらの熱電対３５は、反応炉体１０の上方から塩素ガス導入管が導入された際の塩素ガスの先端部に対応する位置に設けられており、反応炉体１０の側壁１０Ｂにおいて最も温度が高くなる位置の温度を計測できるようになっている。
【００２１】
次に、以上の構成の反応炉１を用いて塩化第一銅の溶湯を製造する場合について説明する。
本発明に係る反応炉１を用いて塩化第一銅の溶湯を製造する場合、まず原料となる銅を反応炉体１０の第１の反応部ａへ投入し、石英ガラスなどの導入管を介して塩素ガスを原料銅へ吹き付ける。この原料銅としては、銅の粗粒や線材などの表面積が大きいものを用いることが好ましい。このような形状の原料を用いることにより、より効率的に塩素化反応を進行させることができる。
塩素ガスを吹き付けられた原料銅の表面で下記の式（１）及び式（２）に示す反応が同時に進行し、塩化第一銅及び塩化第二銅を含む溶湯が生成する。
２Ｃｕ＋Ｃｌ₂ → ２ＣｕＣｌ・・・・・（１）
２ＣｕＣｌ＋Ｃｌ₂ → ２ＣｕＣｌ₂ ・・・・・（２）
この式（１）に示す化学反応は発熱反応であり、この熱により銅および塩化銅は溶融して塩化第二銅の融点である４９８℃以上の溶湯となる。そしてこの溶湯に連続的に塩素ガスを供給することにより反応が維持され、連続的に塩化第一銅及び塩化第二銅からなる溶湯が生成する。
【００２２】
そして、図１に示すように反応炉体の第１の反応部ａと第２の反応部ｂは堰板部１３の下方の流通部１５で連通されているので、上記の溶湯は第１の反応部ａから第２の反応部ｂへと移動し、反応の進行とともに上記原料銅と塩素ガスとの反応により生成された溶湯の液面が次第に上昇する。この第２の反応部ｂには、塩化第二銅を還元して塩化第一銅を生成するための、還元剤としての金属銅が投入されており、この金属銅と塩化第二銅との下記の式（３）に示す反応により、融点４２２℃の塩化第一銅の溶湯の一部が還元により生成する。
ＣｕＣｌ₂＋Ｃｕ→２ＣｕＣｌ・・・・・（３）
この還元剤としての金属銅は、なるべく表面積を大きくすることが好ましい。具体的には、特に限定されるものではないが、銅線材を略球状に巻いた銅線塊を用いることが好ましい。
そして反応が進行し、溶湯面がノズル装置１２のノズル１７へ達すると、第２の反応部ｂから塩化第一銅の溶湯がノズル１７を通じて流出する。このように反応炉体１０からの塩化第一銅溶湯の導出をオーバーフロー方式とすることにより、原料銅と塩素ガスの供給量を調節することでノズル１７から流れ出す塩化第一銅溶湯の流量を調節することが可能となっている。
【００２３】
従って、本発明に係る反応炉１によれば、銅を塩素化して塩化第二銅を含む溶湯を生成する工程と、この塩化第二銅を還元して塩化第一銅を生成する工程を一つの反応炉内で連続して行うことができるので、それぞれを別の反応炉で製造することがなく連続的な製造が可能であるとともに、製造工程を簡略化して効率的な製造が可能となる。また、本発明に係る反応炉１によれば、原料銅と塩素ガスおよび還元剤としての金属銅を連続的に供給するならば、長時間連続して塩化第一銅の溶湯を製造することが可能である。
【００２４】
次に、本発明の出湯口構造について説明する。
本発明の出湯口構造は図１に示すように、反応炉体１０の先端部の所定位置にノズル装置１２がはめ込まれて構成されている。そして、ノズル装置１２はブロック本体１６とノズル１７から成っている。
ブロック本体１６の外観見取図を図２に示す。また、図３にブロック本体１６の平面図（ａ）、Ｂ−Ｂ’断面図（ｂ）、正面図（ｃ）を示す。
ノズル装置を構成するブロック本体１６は、カーボンあるいは炭化珪素等の耐熱性、耐食性に富んだ素材で形成するのが好ましい。
図２に示すとおりブロック本体１６の炉内側になる内面には、傾斜面１６Ｄと垂直面１６Ｊがあり、傾斜面１６Ｄにはノズル嵌合用の丸型の嵌合孔１６Ｈが形成されている。図２及び図３（ｂ）から判るように、嵌合孔１６Ｈは炉内側になる傾斜面１６Ｄから炉内側になる傾斜面１６Ｅ及び底面１６Ｃにかけて、斜め下方に傾斜して設けられている。嵌合孔１６Ｈには僅かにテーパーが付されており、炉内側の直径ｄ１が炉外側の直径ｄ２よりもやや大きくなっている。その結果、嵌合孔１６Ｈに円筒状のノズル１７を嵌合させた際に、ブロック本体１６とノズル１７とが隙間無く一体化されて、溶湯漏れのないノズル装置１２が構成される。
【００２５】
また、図２及び図３（ａ）から判るように、ブロック本体１６の両側面１６Ａ，１６Ｂにはテーパーが付されており、ブロック本体１６の炉内側の幅ｗ１が炉外側の幅ｗ２よりも大きくなっている。このテーパーは図１に示す反応炉体１０の第２の反応室ｂの先端部分の嵌合部１０Ｇに形成されている、狭まった両側壁１０Ｂ’，１０Ｂ’の傾斜と同じ傾斜に構成されている。その結果、反応炉体１０の嵌合部１０Ｇにブロック本体１６を嵌合させた際に、反応炉体１０とブロック本体１６とが僅かの間隙を保って一体化される。反応炉体１０とブロック本体１６間の僅かな間隙には、例えばカーボンペーストのような耐熱性の不定形耐火物を充填して接合すれば、溶湯漏れのない出湯口構造が形成される。
【００２６】
このブロック本体１６の前部傾斜壁１６Ｄ上に設けられた嵌合孔１６Ｈに対して、円筒状のノズル１７が着脱自在に嵌合装着される。ノズル１７もカーボンや炭化珪素等の耐熱性、耐食性に富んだ素材から構成するのが好ましい。本実施形態では、ノズル１７はその先端部が炉本体の出湯口に対して下向きに取り付けられている。これは、後に詳説するように、塩化第一銅の製造工程に於いて、後続のアトマイズ装置が炉本体よりも低位置に配置してあるので、湯流れ方向を円滑にしてなるべく浸食を防止するためである。
【００２７】
以上詳細に説明したように出湯口構造を構成することにより、高温度・腐食性の塩化第一銅溶湯流によって、たとえノズルやブロック本体が浸食されて局部的に損傷を被った場合でも、短時間で簡単に交換して補修することが可能となるので、プラント全体を停止する必要はなく、稼働率の維持と補修コストの削減に大きく寄与することができるようになる。
なお、上記実施の形態では、塩化第一銅製造用の反応炉の出湯口構造を取り上げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば他の金属精錬炉、金属溶解炉、酸化物溶解炉等の、高温溶湯や腐食性の強い溶湯を扱う炉の出湯口として広く利用することができる。
【００２８】
（塩化第一銅製造プラント）
次に、上述した本発明の出湯口を備えた反応炉を利用して、塩化第一銅を製造する方法について説明する。
図４は、本発明に係る反応炉を備えた塩化第一銅の製造プラントの一実施形態を示すもので、この実施形態の製造プラントＡは、銅原料の塩素化と還元を行うための反応炉１と、この反応炉１に接続された塩素ガス供給装置（図示省略）および排ガス処理装置（図示省略）と、前記反応炉１から搬出される塩化第一銅溶湯を急冷し、粒状化するためのアトマイズ装置５と、このアトマイズ装置５から回収される塩化第一銅の粉末あるいは粒体を分級するための分級装置６を主体として構成されている。
【００２９】
前記反応炉１は、先に記載の本発明の塩化第一銅製造用反応炉であり、その構成は上記反応炉の実施形態に述べたとおりであり、この反応炉１で製造された塩化第一銅の溶湯が、図１に示す反応炉１の先端のノズル１７から、図４に示す樋部６２へと流出するようになっている。
樋部６２の先にはアトマイズ装置５が準備されており、塩化第一銅を粒状化するようになっている。
【００３０】
アトマイズ装置５は、前記反応炉１で製造された塩化第一銅の溶湯を急冷して粒状化するための装置である。このアトマイズ装置５は、図４に示すように箱形の金属製の装置本体部６１と、装置本体部６１の上方側端から内部に導入された樋部６２と、装置本体部６１の底部に配設されたスクリューコンベア６３とを主体として構成されている。そして、装置本体部６１内部に導入された樋部６２の先端部６２ａの下方には、ガス噴射部（図示省略）が備えられている。
【００３１】
装置本体部６１の内部はほぼ空洞であり、その上面に装置本体部６１の内部を負圧にするための排気口６４が設けられている。そして、図示されていないが、樋部６２が接続されている部分の下部および装置本体部６１上面には、外気を装置本体部６１内部へ導入するための複数の吸気口が設けられている。
これらの排気口６４および吸気口が設けられていることにより、装置本体部６１内部に気流が形成され、上記ガス噴射部により飛散された塩化第一銅が固化する前に装置本体部６１の内壁に衝突して変形するのを防ぐようになっている。
【００３２】
上記構成のアトマイズ装置５において、樋部６２を介して装置本体部６１内部に導入された塩化第一銅の溶湯は、アトマイズ装置５内部で樋部６１の先端から滴下されて樋部６２先端の下方に設置されたガス噴射装置（図示省略）から噴射された乾燥空気などのガスにより装置本体部６１内部へ飛散され、急冷、固化される。そして、固化されて粉末あるいは粒体となった塩化第一銅は、装置本体部６１の底部に堆積する。
この装置本体部６１底部に堆積した塩化第一銅の粉末あるいは粒体を、装置本体部６１の底部に設置されたスクリューコンベア６３により装置本体部６１外へ搬出する。
【００３３】
分級機６は、アトマイズ装置５において粒状化された塩化第一銅の粒体を、その寸法により分級するための装置である。図４に示すように、この分級機６は、塩化第一銅の粒体が導入される導入口７５と、分級された塩化第一銅粒体が導出される導出口７６と、分級機６内部のガスを排気するための排気口７７と、分離された規格外の塩化第一銅粒体を排出するための排出口７８とを備えて構成されている。
【００３４】
分級機６へ投入された塩化第一銅粒体は、分級されて規格に合致する寸法の粒体のみが導出口７６から搬出されて、導出口７６に接続されたスクリューコンベア７９により搬出装置９へ搬送される。また、分級により分離された規格外の塩化第一銅粒体は排出口７８から分級機６外へ排出、回収される。また、粒径が小さすぎるために分級機６内部を飛散している塩化第一銅の微粉末は、排気口７７から排出されてアトマイズ装置５の排気口６４へ戻され、アトマイズ装置５の装置本体部６１の排ガスとともに第２の排ガス処理装置（図示省略）へと排出される。
【００３５】
図４に符号８で示す搬入装置は、原料銅を反応炉へ投入するための装置であり、原料銅を搬送するスクリューコンベア８１ａ、８１ｂと、原料を一時的に貯留するためのホッパー８２ａ〜８２ｃと、原料銅を切断して反応炉１へ投入するフィーダ８３とを主体として構成されている。
そして、外部からホッパー８２ａへ投入された原料銅は、ホッパー８２ａの底部に接続されたスクリューコンベア８１ａによって搬送されてホッパー８２ｂへ投入され、ホッパー８２ｂへ貯留された原料銅はホッパー８２ｂの底部からスクリューコンベア８１ｂによって搬送されてホッパー８２ｃへ投入される。そして、ホッパー８２ｃからフィーダ８３へ投入され、細かく切断されて反応炉体１０の上面開口部から反応炉体１０へ投入される。
【００３６】
図４に符号９で示す搬出装置は、分級機６によって分級された塩化第一銅粒体を一時貯留するための複数のホッパー９１と、これらのホッパー９１へ塩化第一銅粒体を投入した際に発生する粉塵を集めて回収するための集塵機９２とを主体として構成されている。そして、ホッパー９１の底部には、ホッパー９１に貯留されている塩化第一銅粒体を所定量毎に出荷用コンテナに移載するためのスクリューコンベア９３がそれぞれ設けられている。
【００３７】
次に、上記構成の塩化第一銅の製造プラントＡにおける塩化第一銅の製造プロセスについて図１および図４を参照して以下に説明する。
まず、搬入装置８により原料銅が反応炉１へ投入され、続いて塩素ガス供給装置（図示省略）により反応炉１へ供給された塩素ガスが反応炉１内の原料銅へ吹き付けられる。これにより反応炉１の反応炉体１０の第１の反応部ａ内では、原料銅と塩素ガスにより塩化第二銅を含む溶湯が生成され、この塩化第二銅が反応炉体１０の第２の反応部ｂに移動するとともに還元されて塩化第一銅の溶湯が生成される。
そして、反応炉体１０内での反応の進行とともに次第に上昇した溶湯の液面が、反応炉体１０先端のノズル１７に達して、第２の反応部ｂからノズル１７を介して樋部６２へ塩化第一銅の溶湯が流出する。
この反応炉１からの排ガスは第１の排ガス処理装置（図示省略）へ送られ、微粉末、塩素ガスを取り除かれた後、外部へ放出される。
【００３８】
樋部６２を通ってアトマイズ装置５へ導入された塩化第一銅の溶湯は、アトマイズ装置５により粒状化されて塩化第一銅の粒体となってアトマイズ装置５の底部堆積し、アトマイズ装置５の底部に設けられたスクリューコンベア６３により回収されて分級機６へ投入される。そして分級機６により分級された塩化第一銅粒体が、分級機６の導出口７６からスクリューコンベア７９へ導出され、搬出装置９へ搬送されて搬出される。
また、上記アトマイズ装置５および分級機６の排ガスは、第２の排ガス処理装置（図示省略）へ送られて塩化第一銅の微粉末を取り除かれた後、外部へ放出される。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の出湯口構造によれば、高温溶湯や腐食性の溶湯によってたとえ出湯口を構成するノズルやブロック本体が浸食されて局部的に損傷を被った場合でも、迅速・簡単に交換して補修することが可能となるので、プラント全体を停止する必要はなく、稼働率の維持と補修コストの削減に大きく寄与することができるようになる。
また、本発明の塩化第一銅製造用反応炉は、本発明の出湯口構造を採用しているので、高温度・腐食性の塩化第一銅の溶湯によってたとえ出湯口を構成するノズルやブロック本体が浸食されて局部的に損傷を被った場合でも、迅速・簡単に交換して補修することが可能となるので、プラント全体を停止する必要はなく、稼働率の維持と補修コストの削減に大きく寄与することができるようになる。
また、本発明は例えば金属精錬炉、金属溶解炉、酸化物溶解炉等の、高温溶湯や腐食性の強い溶湯を扱う炉の出湯口として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の出湯口構造を用いた反応炉の構造を示す図である。
【図２】本発明の出湯口の外観見取り図である。
【図３】本発明の出湯口構造の詳細図である。
【図４】図４は、本発明にかかる出湯口構造を用いた反応炉を備えた塩化第一銅製造プラントの構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・・・・反応炉、５・・・・・・アトマイズ装置、６・・・・・・分級装置、８・・・・・・搬入装置、９・・・・・・搬出装置、１０・・・・・・反応炉体、１２・・・・・・ノズル装置、１６・・・・・・ブロック本体、１７・・・・・・ノズル

Claims

少なくとも溶湯を保持する容器本体と溶湯を外部に導出するための出湯口とを具備した炉の出湯口構造であって、側面がテーパーを有するブロックからなり、該テーパーと同じテーパーを有する炉本体の所定位置に嵌合して脱着自在に取り付けられた炉体先端部と、該炉体先端部に接合一体化されたノズルからなっていることを特徴とする出湯口構造。
前記ノズルが、前記炉体先端部に設けられたテーパー付きの孔に嵌合接合して一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の出湯口構造。
原料として銅と、それを塩素化するための塩素ガスを使用し、少なくとも高温下で原料銅に塩素ガスを投入又は導入する手段及び生成した塩化第一銅溶湯を外部に導出するための出湯口を具備した塩化第一銅製造用反応炉であって、該出湯口が炉本体に脱着自在な炉体先端部と該炉体先端部に接合一体化された円筒状のノズルからなっていることを特徴とする塩化第一銅製造用反応炉。
前記炉体先端部が、側面がテーパーを有するブロックからなり、該テーパーと同じテーパーを有する炉本体の所定位置に嵌合して、脱着自在に取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の塩化第一銅製造用反応炉。
前記ノズルが、前記炉体先端部に設けられたテーパー付きの孔に嵌合接合して一体化されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の塩化第一銅製造用反応炉。
前記ノズルの先端部が炉本体の出湯口に対して下向きであることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載の塩化第一銅製造用反応炉。
前記ノズルがカーボン製又は炭化珪素製であることを特徴とする請求項３から請求項６のいずれかに記載の塩化第一銅製造用反応炉。
前記炉体先端部とノズルが炭化珪素製であることを特徴とする請求項３から請求項６のいずれかに記載の塩化第一銅製造用反応炉。