JP5128494B2 - 金属もしくは金属の化合物を含有するスラグから1種もしくは数種の金属を連続的もしくは不連続的に回収するための方法 - Google Patents
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Description
1) ACアーク炉でコークス及び電極を用いた還元、スラグ予熱ならびに沈降による方法。
2) 水平な円筒形の回転炉、例えばテニエンテ錬かん炉(Teniente-Schlackereinigungsofen)中で、還元剤の導入(Eindusung)による方法。
3) 垂直な転炉、例えばTBRC炉又はアイザスメルト炉、オアースメルト炉又は類似の方法での、還元剤の注入による方法。
−例えば、鉄合金法(例えばFeNi、FeMn、FeCr、FeNb及びTiO2製法)の場合のような金属滴、
−硫化物もしくは酸化物の形の金属(この場合は、アイザスメルト炉、オアースメルト炉、オートクンプ炉又はTBRC炉が一次溶解装置として機能する)、
−酸化物の供給材料の加工により、例えば電気炉又は直立炉から生成物として生じる金属及び合金
を含有する。
Fe3O4+CO=3FeO+CO2
Cu2O+CO=2Cu+CO2
CO2+C=2CO
酸化銅の還元は磁鉄鉱共還元によって制限される。この共還元の条件はこの反応の平衡によって次のように決定される:
(Cu2O)スラグ+3(FeO)スラグ<=>2(Cu)金属+(Fe3O4)スラグ
溶解方法及び得られたマット品質に応じて溶融スラグ中の銅含量は2〜10%であり、磁鉄鉱含量は10〜20%である。
γA=γ±j×B
式中: γA − 見かけ比重N/m3、
γ − 比重N/m3、
j − 液体中の電流密度A/m2、
B − 磁気誘導T。
カソード: Fe3++e=Fe2+
Cu++e=Cu0
アノード: SiO4 4−+2C=SiO2+2[CO]+4e
O2−+C=[CO]+2e
磁鉄鉱のカソード分解及び銅の析出は磁鉄鉱還元及び銅の除去の全体速度を高める。アノード生成物としてのCOの生成は磁鉄鉱還元の別の中心を成す。
FEMB=2πjBr3
式中: FEBM − 浮力N、
j − 電流密度A/m2、
B − 磁場のインダクタンスT、
r − 懸垂物の半径m。
ε − 表面電荷coul/m2、
E − 電場強度V/m、
ηs − スラグ粘度Pa s、
κ − スラグの導電率/Ω/m、
w − 金属/スラグ界面の抵抗Ωm2。
2 第2の炉(直流炉)
3 電磁石
4 電極(アノード)
5 電極(カソード)
6 電気接続(黒鉛電極)
7 電気接続(黒鉛電極)
8 接続手段
9 電極
10 電極
11 交流電源
12 直流電源
13 電気コイル
14 電気コイル
15 スラグ
16 スラグ入口
17 スラグ出口
Claims (12)
- 金属もしくは金属の化合物を含有するスラグから1種もしくは数種の金属を連続的もしくは不連続的に回収するにあたって、金属含有の液化スラグを一次もしくは二次の溶解ユニット(1)中で加熱する方法において、
金属を含有するスラグを、交流電気炉として構成された一次もしくは二次の溶解ユニット(1)中で加熱し、この際、該一次もしくは二次の溶解ユニット(1)に、ケイ化カルシウム(CaSi)、炭化カルシウム(CaC 2 )、フェロシリコン(FeSi)、アルミニウム(Al)及び/又は還元ガスの形の還元剤を表面上に加えるか及び/又は注入し、次に溶融物を、該一次もしくは二次の溶解ユニット(1)から直流電気炉として構成された炉(2)に送り、この炉で、回収すべき金属の電着を行うことを特徴とする、上記方法。 - 一次もしくは二次の溶解ユニット(1)としてアーク炉を使用することを特徴とする請求項1記載の方法。
- 回収すべき金属が、銅を含んだスラグ中に存在する銅(Cu)であることを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
- 回収すべき金属がスラグ中に存在する鉛(Pb)、亜鉛(Zn)、白金(Pt)、クロム(Cr)又はニッケル(Ni)であることを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
- 交流電気炉として構成された一次もしくは二次の溶解ユニット(1)でスラグの初期還元及び金属マットもしくは合金、特に銅マットの分離を行ない、そして直流電気炉として構成された第2の炉(2)で徹底的なスラグ還元及び懸垂物の除去を行なうことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
- 直流電気炉として構成された第2の炉(2)で、金属の回収中に溶融物の電磁式撹拌を行なうことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
- 電磁式撹拌を生じさせるために、少なくとも1つの電磁石(3)を前記第2の炉(2)中に存在する溶融物に作用させることを特徴とする請求項6記載の方法。
- 電磁式撹拌を生じさせるために、少なくとも1つの永久磁石を前記第2の炉(2)中に存在する溶融物に作用させることを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記少なくとも1つの磁石が50〜1000ガウスの磁場を発生させ、かつ該磁場が、第2の炉(2)における溶融物の断面及び電極(4、5)の領域の少なくとも一部分に及ぶことを特徴とする請求項7又は8記載の方法。
- 一次もしくは二次の溶解ユニット(1)に、加熱中にさらに還元剤としてコークスを添加することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の方法。
- 第2の炉(2)における溶融物表面上に、実質上均一な厚さを有する炭素含有材料の層が形成されるように炭素含有材料、特にコークスを供給し、その際、アノード(4)として作用する該層が電気接続(6)と接触していることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の方法。
- 第2の炉(2)における溶融物下の底部範囲で金属マット、特に銅マットから成る実質上均一な厚さを有する層を維持し、その際、カソード(5)として作用する該層が電気接続(7)と接触していることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。
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