JP3823478B2

JP3823478B2 - 粗酸化亜鉛・鉛焼結塊の製造方法

Info

Publication number: JP3823478B2
Application number: JP26453097A
Authority: JP
Inventors: 一哲川中; 修二岡田; 博文渡辺
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2017-09-29
Also published as: JPH11106835A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硫化亜鉛および硫化鉛を含む硫化精鉱と、自工程繰り返し物である返し粉とを酸化焙焼することにより粗酸化亜鉛・鉛焼結塊を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドワイトロイド型焼結機にて粗酸化亜鉛・鉛焼結塊を得るための一例として、現在操業されているＩＳＰ法について説明する。
【０００３】
硫化亜鉛および硫化鉛を含む硫化精鉱が自工程繰り返し物である返し粉と、ミキシングドラムにて混合され、その後ペレタイザーにて水分調整が行なわれることによって、造粒が進行する。ここで造粒が行なわれるのは、焼結機までの運搬途中での発塵を防止したり、焼結機での酸化焙焼時のガスの通気性を維持するためである。
【０００４】
ドワイトロイド型焼結機の一例の概略を図２に示す。無端形のパレット列（１）からなる火格子に対し、装入物を供給する第１ホッパー（２）および第２ホッパー（３）が設けられている。
【０００５】
鉱層の点火のために幅約２．５ｍの火格子上に約３〜４ｃｍの厚さに薄く装入物が第１ホッパー（２）から積まれ、上部から重油バーナ（４）などにより加熱されながら下向きに吸引送風（矢印（５）で示す）され燃焼を始める。その後、全鉱層高さがおよそ３０ｃｍ程度になるよう第２ホッパー（３）から装入がおこなわれ、上向きの送風（矢印（６）で示す）を受けながら３０ｍ移動する。この過程で下層から上層に順次、乾燥・予熱・硫化物の燃焼・冷却が進行し、この硫化物の燃焼の際の発熱により装入物の酸化が進み、焼結塊が生成する。
【０００６】
焼結機中ではＳＯ₂を含んだガスが生成するので、このガスの漏洩を防ぐため焼結機全体をフード（７）で覆い、生成ガスを吸引回収して硫酸を製造している。
【０００７】
一方、得られた焼結塊は破砕機（８）で破砕されて、熔鉱炉（図示せず）の装入に適さないものは返し粉として造粒工程に戻され、残りは熔鉱炉中にコークスと共に層状に装入される。ここで、焼結塊中の酸化亜鉛は熔鉱炉中で還元され、亜鉛のメタル蒸気として排ガスと共に鉛スプラッシュコンデンサーに送られ、亜鉛メタルとして回収される。
【０００８】
一方、焼結塊中の酸化鉛も炉内で還元され、スラグと共に定期的に抜き出され、前床にて比重分離後、鉛メタルとして回収される。
【０００９】
ドワイトロイド型の焼結機を用いて、焼結塊を製造する工程において、酸化反応を充分に進行させるためには、鉱層内の通気性が非常に重要である。通気性が悪いと、焼結塊中に残留する硫黄が増加するばかりでなく、鉱層内に送風されるガス量に対して、焼結機と生成ガス回収用のフードとのシール部から侵入するフリーエアーの量が多くなり、酸素効率が悪化することになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、硫化亜鉛および硫化鉛を含む硫化精鉱、自工程繰り返し物である返し粉から、ドワイトロイド型焼結機にて粗酸化亜鉛・鉛焼結塊を製造するに際して、鉱層内の通気性を維持し、充分な品質を有した粗酸化亜鉛・鉛焼結塊を安定的に、かつ効率よく製造する方法を提供することにある。
【００１１】
具体的に説明すると、ドワイトロイド型焼結機における焼結工程において生産性を向上するためには返し粉の量に対する硫化精鉱の調合比率を高める必要がある。しかし、硫化精鉱の調合比率を高めると鉱層内の通気性が悪化し、むしろ生産性が悪化する。鉱層内の通気性が悪化するのは、装入原料である造粒物が広い粒度分布を有するためである。粒度分布が広いと、鉱層内の大粒径造粒物の間隙を小粒径造粒物が密に充填し、鉱層の充填度が上昇するために通気性が悪化する。
【００１２】
従って、硫化精鉱の調合比率を高めても、鉱層内の通気性を良好に保つためには、装入原料の粒度分布を狭くする必要がある。しかし、従来の混合・造粒方法では粒度分布を狭くすることは困難である。
【００１３】
そこで、従来の混合・造粒方法が抱えるこの問題点を解決し、粒度分布の狭い装入物を得ることによって鉱層内の良好な通気性を確保し、もって充分な品質を有する粗酸化亜鉛・鉛焼結塊を効率よく製造する方法を提供することが本発明の課題である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の粗酸化亜鉛・鉛焼結塊の製造方法では、硫化亜鉛および硫化鉛を含む硫化精鉱と返し粉とから主としてなる装入原料から、ドワイトロイド型焼結機にて粗酸化亜鉛・鉛焼結塊を製造する際に、返し粉を、該返し粉のモード径の近傍で、かつ、該返し粉のモード径よりも小さい粒度で、小粒径群と大粒径群に分級し、小粒径群の返し粉と硫化精鉱とを造粒して、前記大粒径群の返し粉のモード径に一致するモード径を有する造粒物を形成した後に、大粒径群の返し粉を該造粒物に混合して、ドワイトロイド焼結機の装入原料とする。より具体的には、前記返し粉の分級を返し粉のモード径が測定される粒度範囲の下限の粒度で行い、該分級点の粒度未満の返し粉を小粒径群とする。なお、本発明で「一致」とは、実質的に一致、すなわち、造粒物のモード径が大粒径群の返し粉のモード径の近傍にあることを含むものとする。
【００１５】
返し粉が２〜４ｍｍの範囲内にモード径を有し、硫化精鉱が粒径が１ｍｍ以下のものが９０％を占める粉状のものである態様においては、２〜４ｍｍの範囲にあり、かつ、返し粉のモード径よりも小さい任意の粒度で、返し粉を該粒度未満の小粒径群と該粒度以上の大粒径群に分級し、小粒径群の返し粉と硫化精鉱とを造粒することにより、モード径が２〜４ｍｍの範囲にある造粒物を形成した後に、大粒径群の返し粉を該造粒物に混合して、ドワイトロイド焼結機の装入原料とする。好ましくは、前記造粒物のモード径を、前記大粒径群の返し粉のモード径に一致させる。
【００１６】
ここに、モード径とは、粒度分布において度数最大の粒径をいう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
硫化精鉱は、１ｍｍ以下のものが９０％を占める粉状のものである。一方、自工程繰り返し物である返し粉は、粒度分布のモード径が数ｍｍで広い粒度分布を持つ粒状ないし塊状のものである。そして、返し粉が硫化精鉱の数倍量（例えば５対１）調合される。このように調合される原料を従来の方法で全量混合し造粒すると、粒径の大きな返し粉の表面に粉状の硫化精鉱および返し粉の細かいものが付着した形態の造粒物が得られる。その結果、この造粒物の粒度分布は返し粉の粒度の影響を受け、広い粒度分布を持つ。
【００１８】
本発明においては、造粒前に小粒径で存在する原料（小粒径群の原料）および硫化精鉱については、積極的に粒成長を図ることで、全装入物中に占める小粒径群の原料の割合を従来より少なくする。一方、造粒前に既に大粒径で存在する原料（大粒径群の原料）については、造粒を避けたり、軽く行うなど、粒成長を回避する。そして、小粒径群の原料と大粒径群の原料のモード径をできるだけ合わせることにより、従来に比較して粒度分布の狭い装入物を得る。
【００１９】
小粒径群の原料については、造粒後のモード径が大粒径群の原料のモード径に一致するように造粒することが最も粒度分布を狭くでき、そのためには返し粉を小粒径群と大粒径群に分級する分級点は、返し粉の粒度分布のモード径より小さい粒度、例えば２ｍｍ粒径に設定することが望ましい。
【００２０】
大粒径群の返し粉は造粒せずにあるいは軽い造粒のみを行い、水分調整を行う。なぜなら、水分が不足していると、小粒径群の返し粉と硫化精鉱との造粒物と混合した際、造粒物の表面から大粒径群の返し粉の表面へ水分の移動が起こり、造粒物の表面で水分が不足し、造粒物の再粉化が起こる。その結果、鉱層充填度が上昇し、送風抵抗上昇の原因となるので、水分の不足は避けなければならない。
【００２１】
造粒物と大粒径群の返し粉とを混合する時間は、造粒物を構成する原料粒子が大粒径群の返し粉へ移動して粒度分布が変化してしまわない程度に、短時間にすることが望ましい。
【００２２】
ところで、溶鉱炉排ガスダストなども一緒に焼結機の装入原料とする場合は、通常ダスト類は１ｍｍ以下の微細なものなので、小粒径群の返し粉や硫化精鉱と一緒に混合し造粒することができる。
【００２３】
【実施例】
試験に供した硫化亜鉛精鉱、硫化鉛精鉱および返し粉の調合量・化学組成および粒度分布を表１と表２に示す。硫化亜鉛と硫化鉛の両精鉱は、いずれも粒径が１ｍｍ未満である。また、返し粉は、粒度分布のモード径が２〜４ｍｍの範囲内にある。これらの原料のうち、返し粉を粒径２ｍｍ未満と２ｍｍ以上に篩い分けし、２ｍｍ未満の返し粉は、これに前記両精鉱を混合して、試験用回転型造粒機にて、質量比８％の水分を添加しつつ、粒度分布のモード径が２〜４ｍｍの範囲になるように制御して造粒を行った。また、２ｍｍ以上の返し粉は、粒度分布のモード径が２〜４ｍｍの範囲内にあるまま、質量比３％の水分添加のみを行い、その後両者を短時間混合することにより焼結試験用装入原料を得た。この装入原料を焼結試験機に装入し、焼結塊を得る試験を行った。この時の焼結試験用装入原料の粒度分布を表３（上欄）に、送風開始からの経過時間と送風機の送風抵抗との関係を図１に示す。装入原料の粒度分布は、モード径が２〜４ｍｍの範囲にあると共に、度数最大が大きく且つ大粒径側に極端に偏った分布になっている。
【００２４】
【比較例】
返し粉を篩い分けずに前記原料の全量を混合した後、試験用回転型造粒機に装入し、実施例に相当する水分量である質量比５％の水分を添加しつつ造粒した以外は、実施例と同様の方法で試験した結果を表３（下欄）および図１に示す。装入原料の粒度分布は、モード径が２〜４ｍｍの範囲にあって大粒径側に偏った分布になっているが、度数最大が比較的低く、小粒径側の粒子も比較的多く残っている。
【００２５】
以上から、返し粉を小粒径群と大粒径群に篩い分けして小粒径群のみを造粒処理した場合（実施例）は、篩い分けせずに返し粉全体を造粒処理した場合（比較例）と比較して、装入原料の粒度分布が狭くなっており、また図１に示すように焼結時の送風抵抗が低く、著しく通気性が向上していることがわかる。なお、大粒径群の返し粉は、上記実施例では、水分添加のみとしたが、粒度分布によっては、モード径を制御するために、軽い造粒を行ってもよい。
【００２６】
【表１】

【００２７】
【表２】

【００２８】
【表３】

【００２９】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているので、焼結機の鉱層内の通気性を向上し、充分な品質を有する粗酸化亜鉛・鉛焼結塊を効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】造粒方法の異なる焼結用装入原料を用いて焼結塊を製造する試験を行った際の、送風開始からの経過時間に対する送風機の送風抵抗の変化を示したものである。
【図２】本発明が適用されるドワイトロイド焼結機の概念図である。
【符号の説明】
１パレット列
２第１ホッパー
３第２ホッパー
４重油バーナ
５吸引送風
６上向きの送風
７フード
８破砕機

Claims

硫化亜鉛および硫化鉛を含む硫化精鉱と返し粉とから主としてなる装入原料から、ドワイトロイド型焼結機にて粗酸化亜鉛・鉛焼結塊を製造する方法において、返し粉を、該返し粉のモード径の近傍で、かつ、該返し粉のモード径よりも小さい粒度で、小粒径群と大粒径群に分級し、小粒径群の返し粉と硫化精鉱とを造粒して、前記大粒径群の返し粉のモード径に一致するモード径を有する造粒物を形成した後に、大粒径群の返し粉を該造粒物に混合して、ドワイトロイド焼結機の装入原料とすることを特徴とする粗酸化亜鉛・鉛焼結塊の製造方法。
前記返し粉の分級を返し粉のモード径が測定される粒度範囲の下限の粒度で行い、該分級点の粒度未満の返し粉を小粒径群とする請求項１に記載の粗酸化亜鉛・鉛焼結塊の製造方法。
硫化亜鉛および硫化鉛を含む硫化精鉱と返し粉とから主としてなる装入原料から、ドワイトロイド型焼結機にて粗酸化亜鉛・鉛焼結塊を製造する方法において、２〜４ｍｍの範囲にあり、かつ、返し粉のモード径よりも小さい任意の粒度で、返し粉を該粒度未満の小粒径群と該粒度以上の大粒径群に分級し、小粒径群の返し粉と硫化精鉱とを造粒することにより、モード径が２〜４ｍｍの範囲にある造粒物を形成した後に、大粒径群の返し粉を該造粒物に混合して、ドワイトロイド焼結機の装入原料とすることを特徴とする粗酸化亜鉛・鉛焼結塊の製造方法。
前記造粒物のモード径を、前記大粒径群の返し粉のモード径に一致させる請求項３に記載の粗酸化亜鉛・鉛焼結塊の製造方法。