JP5967616B2 - ロータリーキルンの操業方法 - Google Patents
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Description
本実施の形態に係るロータリーキルンの操業方法(以下、単に「操業方法」ともいう。)は、フェロニッケル製錬において、原料のニッケル酸化鉱に付着した水分の一部をドライヤーで除去した鉱石(乾燥鉱石)に対して、燃料の燃焼熱により水分を完全に除去する乾燥処理を施すとともに部分還元処理を施す工程(乾燥・還元工程)にて使用するロータリーキルン(乾燥・還元用ロータリーキルン)の操業方法である。
ここで、ロータリーキルン1内に投入する石炭について、ロータリーキルン1内での燃焼率を向上させるために、投入する石炭中の水分とそのロータリーキルン1内での石炭の燃焼率について調査した。図2は、石炭中の水分割合とロータリーキルン1内での石炭燃焼率の関係を示すグラフである。なお、石炭燃焼率(以下、単に「燃焼率」ともいう。)とは、実際に燃焼した部分の質量を石炭中の可燃部分の質量で割った値の百分率をいう。
図1の操業フローに示すように、ロータリーキルン1に投入する石炭は、粉砕機2によって所定の粒径となるように粉砕されたのち、乾燥機3によってその水分が2〜5重量%となるように乾燥される。
ここで、ロータリーキルン1の構造について、より詳しく説明する。
ロータリーキルン1の炉内温度としては、特に限定されるものではないが、ロータリーキルン排出端1Bにおける鉱石温度で700〜900℃、かつロータリーキルン装入端1Aにおける排ガス温度で250〜400℃であることが好ましい。
フェロニッケル製錬において、内径4.8m、長さ105mのロータリーキルン(乾燥・還元用ロータリーキルン)を用いて、水分の一部が除去された乾燥鉱石に対する乾燥・還元処理を施す操業を行った。使用するロータリーキルンには、その長手方向の中央部にスクープフィーダを設置し、この乾燥・還元処理においては、そのスクープフィーダを介してロータリーキルン内に石炭を投入した。
実施例1では、投入する石炭を以下のように調整した。すなわち、先ず、ロールクラッシャーを用いて、その石炭の粒径が100mmとなるように破砕した。次に、破砕した石炭をスチームチューブドライヤーを用いて乾燥させ、その石炭に含まれる水分を5重量%に調整した。
実施例2では、ロータリーキルンへ投入する石炭を、その粒径が20mm、水分が2重量%となるように調整した。また、石炭の投入位置(ロータリーキルンにおけるスクープフィーダの設置位置)としては、ロータリーキルン排出端から全長の2/10離れた位置(排出端から21m離れた位置)とした。この位置におけるロータリーキルン内の温度は900℃であった。そして、調整した石炭を、そのスクープフィーダを介して、3.6t/hの投入速度で0.5rpmの回転数で回転しているロータリーキルン内へ投入した。それ以外は、実施例1と同様にして操業を行った。
比較例1では、粒径が100mmであり、水分が13重量%である石炭を投入した。それ以外は、実施例1と同様にして操業を行った。
比較例2では、粒径が120mmであり、水分が13重量%である石炭を用いた。また、石炭の投入位置(ロータリーキルンにおけるスクープフィーダの設置位置)としては、ロータリーキルン排出端から全長の1.8/10離れた位置排出端から18.9m離れた位置)とした。この位置におけるロータリーキルン内の温度は850℃であった。そして、石炭を、そのスクープフィーダを介して、3.6t/hの投入速度で0.4rpmの回転数で回転しているロータリーキルン内へ投入した。それ以外は、実施例1と同様にして操業を行った。
比較例3では、ロータリーキルンへ投入する石炭を、その粒径が10mm、水分が1重量%となるように調整した。また、石炭の投入位置(ロータリーキルンにおけるスクープフィーダの設置位置)としては、ロータリーキルン排出端から全長の5.2/10離れた位置(排出端から54.6m離れた位置)とした。この位置におけるロータリーキルン内の温度は1300℃であった。そして、石炭を、そのスクープフィーダを介して、3.6t/hの投入速度で1.7rpmの回転数で回転しているロータリーキルン内に投入した。それ以外は、実施例1と同様にして操業を行った。
下記表1に、各実施例及び比較例におけるロータリーキルンの操業結果をまとめて示す。なお、この評価において、『石炭燃焼率』とは、実際に燃焼した部分の質量を石炭中の可燃部分の質量で割った値の百分率である。また、『鉱石処理量』とは、ロータリーキルン装入端から装入した乾燥鉱石の1時間あたりの重量をいう。
Claims (6)
- フェロニッケル製錬において、原料のニッケル酸化鉱を乾燥するとともに部分還元を行うロータリーキルンの操業方法であって、
前記ロータリーキルンの途中にスクープフィーダを設け、該スクープフィーダを介して、水分が2〜5重量%の石炭を該ロータリーキルン内に投入し、
前記スクープフィーダは、その内部の温度が900〜1200℃である前記ロータリーキルンの位置に設けられており、該スクープフィーダを介して前記石炭を投入することを特徴とするロータリーキルンの操業方法。 - 前記石炭の粒径は、20〜100mmであることを特徴とする請求項1に記載のロータリーキルンの操業方法。
- 前記ロータリーキルンは、内径4.5〜6.5m、全長100〜150mであることを特徴とする請求項1又は2に記載のロータリーキルンの操業方法。
- 前記スクープフィーダは、前記ロータリーキルンにおいて、「その排出端から全長の2/10離れた位置」〜「その排出端から全長の5/10離れた位置」に設けられており、該スクープフィーダを介して前記石炭を投入することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のロータリーキルンの操業方法。
- 前記ロータリーキルンの炉内温度は、その排出端の鉱石温度で700〜900℃であり、且つ、その装入端の排ガス温度で250〜400℃であることを特徴とする請求項3又は4に記載のロータリーキルンの操業方法。
- 前記ロータリーキルンの回転数は、0.5〜1.5rpmであることを特徴とする請求項3乃至5の何れか1項に記載のロータリーキルンの操業方法。
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