JP5909288B2 - 浮遊溶解炉における浮遊物の制御方法、浮遊溶解炉および精鉱バーナー - Google Patents
浮遊溶解炉における浮遊物の制御方法、浮遊溶解炉および精鉱バーナー Download PDFInfo
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Description
微粉状固形物6を反応シャフト2内に供給する供給パイプ19を含み、供給パイプ19は反応シャフト2に対して開口するオリフィス20を有する、微粉状固形物供給装置18と、
供給パイプ19内に同心円状に配設され、供給パイプ19のオリフィス20を抜けて反応シャフト2内まで延伸する、拡散装置21の周囲および拡散装置21の周りを流動する微粉状固形物6に向けて拡散ガス23を送出する拡散ガス穴22を含む拡散装置21と、
反応ガス7を反応シャフト2内に供給し、供給パイプ19を同心円状に囲繞する環状放出口25を通じて反応シャフト2に開口し、環状放出口25から放出される反応ガス7を、供給パイプ19のオリフィス20から放出され拡散ガス23によって側部に送られる微粉状固形物6と混合させるガス供給装置24とを含む。
微粉状固形物6を精鉱バーナー5の供給パイプ19のオリフィス20を通じて反応シャフト2内に供給し、
拡散ガス23を精鉱バーナー5の拡散装置21の拡散ガス穴22を介して反応シャフト2内に供給し、拡散装置21の周囲を流動する微粉状固形物6に向けて拡散ガス23を送出し、拡散ガスによって微粉状固形物6を側部に送り、
反応ガス7を精鉱バーナー5のガス供給装置24の環状放出口25を介して反応シャフト2内に供給し、反応ガス7を供給パイプ19の中央部から放出され拡散ガス23によって側部に送られる微粉状固形物6と混合させて、微粉状固形物6および反応ガス7の浮遊物8を反応シャフト2内に生成する。
微粉状固形物6を反応シャフト2内に供給する供給パイプ19を含み、供給パイプ19は反応シャフト2に対して開口するオリフィス20を有する微粉状固形物供給装置18と、
供給パイプ19の内部に同心円状に配設され、供給パイプ19のオリフィス20を抜けて反応シャフト2内まで延伸し、拡散装置21の周囲および拡散装置21の周りで流動する微粉状固形物6に向けて拡散ガス23を送出する拡散ガス穴を含む拡散装置21と、
環状放出口25を通じて反応シャフト2に開口し、環状放出口25は供給パイプ19を同心円状に囲繞し、環状放出口25から放出される反応ガス7を、供給パイプ19のオリフィス20から放出されて拡散ガス23によって側部に送られる微粉状固形物6と混合させて、反応シャフト2の中で微粉状固形物16および反応ガス7の浮遊物8を生成する、反応ガス7を反応シャフト2内に供給するガス供給装置24とを含む。浮遊溶解炉1の好適な実施形態では、精鉱バーナー5は、還元剤供給手段16を、精鉱バーナー5の拡散装置21内に配設される中央ランス26として含んでもよく、中央ランス26は反応シャフト2に対して開口する放出口27を有する。
Claims (37)
- 反応シャフトと、該反応シャフトの下端部に設けられた下部炉と、前記反応シャフトの上部に設けられた精鉱バーナーとを含む浮遊溶解炉を使用し、
微粉状固形物を前記反応シャフトに供給する微粉状固形物供給装置と、反応ガスを前記反応シャフトに供給するガス供給装置とを含む精鉱バーナーを使用し、
該精鉱バーナーを用いて微粉状固形物および反応ガスを前記反応シャフト内に供給して、微粉状固形物および反応ガスの浮遊物を前記反応シャフト内に生成し、
前記下部炉において溶解物の表面にある前記下部炉内の浮遊物を集め、前記表面に被着する浮遊物は前記下部炉の溶解物の表面に収集帯を形成する前記浮遊溶解炉における浮遊物の制御方法において、該方法は、
微粉状固形物および反応ガスに加え、前記精鉱バーナーを使用して還元剤を集中流の形態で前記浮遊溶解炉内に供給して、該集中流の形態の還元剤は前記反応シャフトの前記浮遊物を介して前記溶解物の表面に供給され、還元剤を含有する還元帯を前記溶解物の前記収集帯の帯域内に形成し、前記還元剤を前記溶解物に添加される浮遊物中の磁鉄鉱生成要素と混合させ、
前記精鉱バーナーを使用して微粉状固形物および反応ガスを前記反応シャフトの中に供給し、これにより微粉状固形物および反応ガスから生成された浮遊物が前記浮遊シャフトに浮遊物の噴流を形成し、該浮遊物の噴流は前記反応シャフト内を前記下部炉の方向に広がり、さらに前記浮遊物の噴流は仮想の垂直中心軸を有し、
還元剤の集中流を、実質的に前記浮遊物の噴流の仮想垂直中心軸方向および前記浮遊物の噴流の仮想垂直中心軸付近に送り、前記還元剤の集中流における還元剤が前記溶解物の表面に被着する前に反応ガスに反応することを少なくとも部分的に抑制することを特徴とする制御方法。 - 請求項1に記載の方法において、還元剤の集中流を前記浮遊溶解炉の下部炉の内部から前記溶解物の表面に供給して、還元剤を含有する還元帯を前記溶解物の収集帯の帯域内に形成することを特徴とする方法。
- 請求項1または2に記載の方法において、還元剤の集中流を前記浮遊溶解炉の前記反応シャフトの内部から前記溶解物の表面に供給して、還元剤を含有する還元帯を前記溶解物の収集帯の帯域内に形成することを特徴とする方法。
- 請求項1ないし3のいずれかに記載の方法において、還元剤の集中流を前記浮遊溶解炉の前記反応シャフト内部にある前記反応シャフト上部から前記溶解物の表面に供給して、還元剤を含有する還元帯を前記溶解物の収集帯の帯域内に形成することを特徴とする方法。
- 請求項1ないし4のいずれかに記載の方法において、
微粉状固形物を前記反応シャフト内に供給する供給パイプを有し、該供給パイプは前記反応シャフトに対して開口するオリフィスを有する微粉状固形物供給装置と、
前記供給パイプ内に同心円状に配設され、該供給パイプの前記オリフィスを抜けて前記反応シャフト内まで延伸する拡散装置であって、該拡散装置の周囲および該拡散装置の周りを流動する微粉状固形物に向けて拡散ガスを送出する拡散ガス穴を有する拡散装置と、
反応ガスを前記反応シャフト内に供給し、前記供給パイプを同心円状に囲繞する環状放出口を通じて前記反応シャフトに開口し、前記環状放出口から放出される反応ガスを、該供給パイプの前記オリフィスから放出され拡散ガスによって側部に送られる微粉状固形物と混合させるガス供給装置とを含む精鉱バーナーを使用し、
該方法は、
微粉状固形物を前記精鉱バーナーの前記供給パイプの前記オリフィスを通じて前記反応シャフト内に供給し、
拡散ガスを前記精鉱バーナーの前記拡散装置の前記拡散ガス穴を通じて前記反応シャフト内に供給し、拡散ガスを前記拡散装置の周りを流動する微粉状固形物に向けて送り、拡散ガスによって微粉状固形物を側部に送り、
反応ガスを前記精鉱バーナーの前記ガス供給装置の前記環状放出口を通じて前記反応シャフト内に供給し、反応ガスを前記供給パイプの中央部から放出され拡散ガスによって側部に送られる微粉状固形物と混合することを特徴とする方法。 - 請求項5に記載の方法において、前記精鉱バーナーの前記拡散装置内に配設された中央ランスを含む精鉱バーナーを使用し、前記中央ランスは前記反応シャフトに対して開口する放出口を有し、
還元剤の集中流を前記中央ランスの前記放出口を通じて前記溶解物の表面に供給し、還元剤を含有する還元帯を前記溶解物の前記収集帯の帯域内に形成することを特徴とする方法。 - 請求項1ないし6のいずれかに記載の方法において、コークス、コークス粉、微細バイオマス、微粉炭、同様の微粉状固形物であり前記精鉱バーナーの前記微粉状固形物供給装置によって供給されるもの、基底電子機器スクラップ、および/または回路基板片など、炭素および硫化物の少なくとも一方を含有する還元剤を使用することを特徴とする方法。
- 請求項1ないし7のいずれかに記載の方法において、還元剤を少なくとも前記反応ガスの供給速度と同等の初期速度で供給することを特徴とする方法。
- 請求項8に記載の方法において、還元剤を前記反応ガスの供給速度の少なくとも2倍の初期速度で供給することを特徴とする方法。
- 請求項1ないし9のいずれかに記載の方法において、反応ガスとして酸素含有率が50%ないし100%である酸素富化ガスを使用することを特徴とする方法。
- 請求項1ないし10のいずれかに記載の方法において、前記精鉱バーナーの前記微粉状固形物供給装置によって供給される前記微粉状固形物の一部を反応ガス含有率が低い前記反応シャフトの中央部に送って還元剤の集中流を形成し、前記精鉱バーナーの前記微粉状固形物供給装置によって供給され前記反応ガス含有率が低い前記反応シャフトの中央部方向に送られる前記微粉状固形物の一部のうち少なくとも一部分が、前記溶解物の表面に被着する前に反応ガスに反応することを抑制することを特徴とする方法。
- 請求項1ないし11のいずれかに記載の方法において、反応ガスの供給量を還元剤の供給量に対して制御し、前記浮遊溶解炉の前記反応シャフト中の前記浮遊物の中心部を不足当量状態にすることを特徴とする方法。
- 請求項1ないし11のいずれかに記載の方法において、反応ガスの供給量を還元剤の供給量に対して制御し、前記浮遊溶解炉の前記反応シャフト中の前記浮遊物の中心部を当量状態または過剰当量状態にすることを特徴とする方法。
- 上端部および下端部をもつ反応シャフトと、
微粉状固形物を供給する微粉状固形物供給装置を含み、さらに反応ガスを前記反応シャフトの中に供給するガス供給装置を含み、前記反応シャフト内に微粉状固形物および反応ガスの浮遊物を生成する、前記反応シャフトの上部に配設された精鉱バーナーと、
浮遊物を炉内に収集して表面を有する溶解物を形成する下部炉とを含み、前記反応シャフトが前記下部炉にて終端し、該浮遊溶解炉を使用中、前記反応シャフト内に生成され前記下部炉の前記溶解物の表面に被着する前記浮遊物は前記下部炉の前記溶解物の表面に収集帯を形成する、微粉状固形物を浮遊製錬する浮遊溶解炉において、
前記精鉱バーナーは、還元剤の集中流を供給する還元剤供給手段を備え、該還元剤供給手段は、微粉状固形物および反応ガスに加え、還元剤を該浮遊溶解炉内に供給し、
前記還元剤供給手段は、該浮遊溶解炉を使用中、還元剤の集中流の形態で、還元剤を前記反応シャフトに生成される前記浮遊物を通じて前記下部炉の前記溶解物の表面に供給して、還元剤を含有する還元帯を前記下部炉内にある前記溶解物の前記収集帯に形成し、前記還元剤を前記溶解物に添加される浮遊物中の磁鉄鉱生成要素と混合させるよう構成され、
前記精鉱バーナーは、微粉状固形物および反応ガスを前記反応シャフトに供給し、これにより微粉状固形物および反応ガスから生成された浮遊物が前記浮遊シャフトに浮遊物の噴流を形成するよう構成され、該浮遊物の噴流は前記反応シャフトの内部で前記下部炉の方向に広がり、さらに前記浮遊物の噴流は仮想の垂直中心軸を有し、
還元剤供給手段は、還元剤の集中流を実質的に前記浮遊物の噴流の仮想垂直中心軸方向および浮遊物の噴流の仮想垂直中心軸付近に供給し、還元剤の前記集中流における還元剤が前記溶解物の表面に被着する前に反応ガスに反応することを少なくとも部分的に抑制することを特徴とする浮遊溶解炉。 - 請求項14に記載の浮遊溶解炉において、還元剤供給手段は、還元剤の集中流を該浮遊溶解炉の前記下部炉の内部から供給することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項14または15に記載の浮遊溶解炉において、還元剤供給手段は、還元剤の集中流を該浮遊溶解炉の前記反応シャフトの内部から供給することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項14または16に記載の浮遊溶解炉において、還元剤供給手段は、還元剤の集中流を該浮遊溶解炉の前記反応シャフトの上部から該浮遊溶解炉の前記反応シャフト内に供給することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項14ないし17のいずれかに記載の浮遊溶解炉において、前記精鉱バーナーは、
微粉状固形物を前記反応シャフト内に供給する供給パイプを有し、該供給パイプは前記反応シャフトに対して開口するオリフィスを有する微粉状固形物供給装置と、
前記供給パイプ内に同心円状に配設され、該供給パイプのオリフィスを抜けて前記反応シャフト内まで延伸する拡散装置であって、該拡散装置の周囲および該拡散装置の周りを流動する微粉状固形物に向けて拡散ガスを送出する拡散ガス穴を含む拡散装置と、
反応ガスを前記反応シャフト内に供給し、環状放出口を通じて前記反応シャフトに開口し、該環状放出口は前記供給パイプを同心円状に囲繞し、前記環状放出口から放出される反応ガスを、前記供給パイプの前記オリフィスから放出され拡散ガスによって側部に送られる微粉状固形物と混合させて、前記反応シャフトに微粉状固形物および反応ガスの浮遊物を生成するガス供給装置とを含むことを特徴とする浮遊溶解炉。 - 請求項18に記載の浮遊溶解炉において、前記精鉱バーナーは、還元剤供給手段を前記精鉱バーナーの前記拡散装置内に配設される中央ランスの形態で含み、該中央ランスは前記反応シャフトに対して開口する放出口を有することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項14ないし19のいずれかに記載の浮遊溶解炉において、還元剤供給手段は、コークス、コークス粉、微細バイオマス、微粉炭、同様の微粉状固形物であり前記精鉱バーナーの前記微粉状固形物供給装置によって供給されるもの、基底電子機器スクラップおよび/または回路基板片など、炭素および硫化物のうち少なくとも一方を含有する還元剤の集中流を供給することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項14ないし20のいずれかに記載の浮遊溶解炉において、還元剤供給手段は、還元剤を少なくとも前記反応ガスの供給速度と同等の初期速度で供給することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項21に記載の浮遊溶解炉において、還元剤供給手段は、還元剤を前記反応ガスの供給速度の少なくとも2倍となる初期速度で供給することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項14ないし22のいずれかに記載の浮遊溶解炉において、ガス供給装置は、反応ガスとして酸素含有率が50%ないし100%である酸素富化ガスを使用することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項14ないし23のいずれかに記載の浮遊溶解炉において、還元剤供給手段は、前記精鉱バーナーの前記微粉状固形物供給装置によって供給される前記微粉状固形物の一部を前記反応シャフトの反応ガス含有率が低い中央部に送って還元剤の集中流を形成することにより還元剤の集中流を供給し、前記精鉱バーナーの前記微粉状固形物供給装置によって供給され前記反応シャフトの反応ガス含有率の低い中央部の方向に送られる前記微粉状固形物の一部のうち少なくとも一部が、前記溶解物の表面に被着する前に反応ガスに反応することを抑制することを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項14ないし24のいずれかに記載の浮遊溶解炉において、制御手段は、前記反応ガスの供給量を前記還元剤の供給量に対して制御し、該浮遊溶解炉の前記浮遊物の中心部を不足当量状態にすることを特徴とする浮遊溶解炉。
- 請求項14ないし24のいずれかに記載の浮遊溶解炉において、制御手段は、前記反応ガスの供給量を前記還元剤の供給量に対して制御し、該浮遊溶解炉の前記浮遊物の中心部を当量状態または過剰当量状態にすることを特徴とする浮遊溶解炉。
- 微粉状固形物を反応シャフト内に供給する供給パイプを含み、該供給パイプは前記反応シャフトに対して開口するオリフィスを有する微粉状固形物供給装置と、
前記供給パイプ内に同心円状に配設され、該供給パイプの前記オリフィスを抜けて前記反応シャフト内まで延伸する拡散装置であって、該拡散装置の周囲および該拡散装置の周りを流動する微粉状固形物に向けて拡散ガスを送出する拡散ガス穴を含む拡散装置と、
前記反応ガスを前記反応シャフト内に供給し、環状放出口を通じて前記反応シャフトに開口し、前記環状放出口は前記供給パイプを同心円状に囲繞し、前記環状放出口から放出される反応ガスを、前記供給パイプの前記オリフィスから放出され拡散ガスによって側部に送られる微粉状固形物と混合させて、前記反応シャフトに微粉状固形物および反応ガスの浮遊物を生成するガス供給装置とを含む、反応ガスおよび微粉状固形物を浮遊溶解炉の反応シャフトに供給する精鉱バーナーにおいて、
該精鉱バーナーは、還元剤の集中流を前記浮遊溶解炉内の溶解物の表面に供給する還元剤供給手段を備え、前記還元剤を前記溶解物に添加される浮遊物中の磁鉄鉱生成要素と混合させることを特徴とする精鉱バーナー。 - 請求項27に記載の精鉱バーナーにおいて、該精鉱バーナーは、還元剤供給手段を該精鉱バーナーの前記拡散装置内に配設された中央ランスの形態で含み、該中央ランスは前記反応シャフトに対して開口する放出口を有することを特徴とする精鉱バーナー。
- 請求項27または28に記載の精鉱バーナーにおいて、該精鉱バーナーは、還元剤供給手段を還元剤供給手段の形態で備え、該還元剤供給手段は前記浮遊溶解炉の前記反応シャフト内で開口するノズルを含むことを特徴とする精鉱バーナー。
- 微粉状固形物を反応シャフトに供給する供給パイプを含み、該供給パイプは前記反応シャフトに対して開口するオリフィスを有する微粉状固形物供給装置と、
前記供給パイプ内に同心円状に配設され、該供給パイプの前記オリフィスを抜けて前記反応シャフト内まで延伸する拡散装置であって、該拡散装置の周囲および該拡散装置の周りを流動する微粉状固形物に向けて拡散ガスを送出する拡散ガス穴を含む拡散装置と、
前記反応ガスを前記反応シャフト内に供給し、環状放出口を通じて前記反応シャフトに開口し、前記環状放出口は前記供給パイプを同心円状に囲繞し、前記環状放出口から放出される反応ガスを、前記供給パイプの前記オリフィスから放出され拡散ガスによって側部に送られる微粉状固形物と混合させて、前記反応シャフト内に微粉状固形物および反応ガスの浮遊物を生成するガス供給装置とを含む、請求項1ないし13のいずれかに記載の方法または請求項14ないし20のいずれかに記載の浮遊溶解炉にて使用される精鉱バーナーにおいて、
該精鉱バーナーは、還元剤の集中流を供給する還元剤供給手段を備えることを特徴とする精鉱バーナー。 - 請求項30に記載の精鉱バーナーにおいて、該精鉱バーナーは、還元剤供給手段を精鉱バーナーの前記拡散装置内に配設された中央ランスの形態で含み、該中央ランスは前記反応シャフトに対して開口する放出口を有することを特徴とする精鉱バーナー。
- 反応ガスの供給量を還元剤の供給量に対して調整して、浮遊溶解炉の前記反応シャフト中の前記浮遊物の中心部を不足当量状態にすることによって溶解物中の磁鉄鉱を削減する、請求項1ないし13のいずれかに記載の方法の使用。
- 反応ガスの供給量を還元剤の供給量に対して調整して、浮遊溶解炉の前記反応シャフト中の前記浮遊物の中心部を不足当量状態にすることによって溶解物中の磁鉄鉱を削減する、請求項14ないし26のいずれかに記載の浮遊溶解炉の使用。
- 反応ガスの供給量を還元剤の供給量に対して調整して、浮遊溶解炉の前記反応シャフト中の前記浮遊物の中心部を不足当量状態にすることによって溶解物中の磁鉄鉱を削減する、請求項27ないし31のいずれかに記載の精鉱バーナーの使用。
- 反応ガスの供給量を還元剤の供給量に対して調整して、前記浮遊溶解炉の前記浮遊物の中心部をさまざまな程度の当量状態にし、浮遊溶解炉の前記反応シャフトにおける熱平衡を制御する、請求項1ないし13のいずれかに記載の方法の使用。
- 反応ガスの供給量を還元剤の供給量に対して調整して、前記浮遊溶解炉の前記浮遊物の中心部をさまざまな程度の当量状態にし、浮遊溶解炉の前記反応シャフトにおける熱平衡を制御する、請求項14ないし26のいずれかに記載の浮遊溶解炉の使用。
- 反応ガスの供給量を還元剤の供給量に対して調整して、前記浮遊溶解炉の前記浮遊物の中心部をさまざまな程度の当量状態にし、浮遊溶解炉の前記反応シャフトにおける熱平衡を制御する、請求項27ないし31のいずれかに記載の精鉱バーナーの使用。
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