JPH02153030A

JPH02153030A - 自熔製錬炉

Info

Publication number: JPH02153030A
Application number: JP30536888A
Authority: JP
Inventors: Nobumasa Iemori; 伸正家守; Yasuhiro Kondo; 近藤　康裕
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1988-12-02
Filing date: 1988-12-02
Publication date: 1990-06-12
Anticipated expiration: 2013-03-09
Also published as: JP2723572B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、鋼又はニッケル硫化鉱石の硫化精鉱からその
金属の製錬中間物である皺を生産するための自熔製錬炉
に関する。

〔従来の技術〕

従来の自熔製錬炉ｌは、第８図に示すように、頂部に精
鉱バーナー２を設けた反応塔３と、反応塔３の下部に一
端が接続され且つ側面に暖波口４及び被抜口５を設けた
セトラー６と、セトラー６の他端に接続された排煙道７
とから基本的に構成されている。

そして、自熔製錬炉１による製錬工程は次の如くである
。

まず、硫化精鉱、フラックス、補助燃料等の製錬原料８
は予熱された反応用空気９と共に精鉱バーナー２から反
応塔３内に吹き込まれる。反応塔３内において、製錬原
料８の可燃性成分である硫黄と鉄が高温の反応用空気９
と屓応し反応生成物が熔体となってセトラー６に溜る。

この湯溜り部であるセトラー６では、熔体は比重差によ
ってＯｕ　ＳとＩＦａＳの混合物であるｆｉｌｏと、２
ＦｅＯ・５ｉｎ２を主成分とするＭｌｌに分けられる。

媛１１は媛抜口４から排出され、電気錬鑑炉１２に導入
される。

一方、鍼１０は披抜口５から次工程である転炉の要求に
応じて抜き出される。又、反応塔３内で発生する高温排
ガス１３はセトラー６及び排煙道７を通って排熱ボイラ
ー１４で冷却される。電気諌媛炉１２に入った媛１１は
電極１５によって通電された電熱によって加熱保持され
、必要に応じて電気線暖炉１２に導入された塊状鉱石や
塊状フラックス等と混合され、銅分は更に炉底に沈降し
、僅かに残った銅分を含んだ媛のみが扱口１６から炉外
に排出される。

ところで、このような自熔製錬炉１では製錬Ｆｇ料８が
反応塔３内を落下する間に反応が完結することが必要で
あり、完結しない場合には未反応物の一部は高温排ガス
１３と共に飛散し煙灰となって排熱ボイラー１４内に堆
積固着し、一部は未溶解物として反応塔３下部の熔体表
面に堆積する。

排熱ボイラー１４内に堆積した煙灰は回収して自熔製錬
炉１や転炉に繰返すが、廼灰量が増すと煙灰溶解用の補
助燃料を増加させなければならず経済的な不利益をもた
らす。又、排熱ボイラー１４内に固着した煙灰は属長し
、排熱ボイラー１４内の伝熱効率を低下、させるのみで
なく、剥離して落下し排熱ボイラー１４を破壊する危険
性を増す。

一方、セトラー６の熔体表面上に堆積した未溶解物は鍼
１０の生成を妨げたり、破温度や被品位に大きな変動を
生じさせたりして操炉上の大きな［“難を招く。

かかる事態を回避するためには、反応塔３内で製錬原料
８と反応用空気９とを均一に混合すること、及び製錬原
料８と反応用空気９との反応が完結するに充分な滞溜時
間が得られるようにすることが必要であるが、従来の自
熔製錬炉ｌはこの点で満足でさるものではなかった。と
云うのは、製錬原料８と反応用空気９との均一な混合を
得る為には製錬原料８に一定値以上の吹込速度で反応用
空気９を吹き込まなければならず、その結果製錬原料８
は精鉱バーナー２により形成されるジェット流中にのみ
分布することとなり、反応塔３全体を有効に活用するこ
とが出来ず、滞溜時間を延ばすことが困難であったから
である。

上記のような従来の自熔製錬炉の欠点を解消するため、
本願発明者等は特願昭６３−８００３８号において、第
６図及び第７図に概略を示すように反応塔３の側壁に反
応用空気９を吹き込むための空気吹込管１７を設けた自
熔製錬炉を提案した。この提案で、反応塔３の頂部に垂
設する精鉱バーナー１８は、管状の精鉱シュートと、精
鉱シュート中を同心をなすように貫通し該精鉱シュート
の下端より下方に突出して設けられ工業用酸素を別途供
給する酸素吹込管と、酸素吹込管中を同心をなすように
貫通して該酸素吹込管の下端まで延長した補助燃料導入
管とからなる。この自熔製錬炉によれば、製錬原料と反
応用空気とをより一層均−に混合することができ、反応
塔内での滞溜時間も長くできるので、効率的な操業を行
ないうる。

上記の特願昭６３−８００３８号に開示した自熔製錬炉
においても、試験操業の結果なお効率的な自溶製練のた
めに改善の余地があることが判明した。

即ち、特願昭６３−８００３８号に開示した自溶ＩＳ！
諌炉に、操業全体の熱収支の改善、溶錬反応の活性化及
び生産性向上等を目的として第５図に示す精鉱バーナー
を取り付け、試験操業を行なった。この精鉱バーナーは
、反応塔頂＄１９の受台２０に垂設された管状の精鉱シ
ュート２１と、精鉱シュート２１中を同心をなすように
貫通し精鉱シュート２１の下端より下方に突出して設け
られた酸素吹込管２２と、更に酸素吹込管２２中を同心
をなすように貫通して酸素吹込管２２の下端まで延長し
た補助燃料導入管２３と、酸素吹込管２２及び補助燃料
導入管２３の下端に接合されたバーナーチップ２４とか
らなり、バーナーチップ２４には中央に補助燃料導入管
２３内と連通して鉛直下方に向いた燃料噴出孔３４及び
その周囲に酸素吹込管２２内に連通ずる複数の酸素噴出
孔３５が設けである。酸素吹込管２２の下部外周で精鉱
シュート２１の下端より下方の位置には、必要に応じて
分散コーン２５（実開昭６０−３８６６５号公報参照）
を取付けた。更に、酸素吹込管２２は冷却水が流通でさ
るように二重構造となっている。又、２６は精鉱シュー
ト２１に設けた点検孔であり、常時は閉じられている。

試験操業においては、精鉱バーナーの精鉱シュー）　２
１から銅精鉱等の製錬原料８を、及び補助燃料導入管２
３から重油２７等の補助燃料を夫々供給し、酸素吹込管
２２に高圧酸素２８を吹き込み、反応塔３ＩＪＲ壁の空
気吹込管１７から反応用空気９を吹き込み、操業を行な
った。

その結果、酸素吹込管２２に供給する酸素量を熱収支の
改善、生産性向上等の目的を達し得るだけ増大させよう
とすると高圧を必要とし、大型の酸素圧縮機を使用しな
ければならず、電気エネルギーを多量に消費することと
なった。これを避けるためには、バーナーチップ２４の
酸素噴出孔３５の面積を大きくする等の手段により流通
抵抗を減じれば良いが、その場合には酸素の噴出速度が
低下するので補助燃料導入管２３内で燃焼が起る所謂逆
火が生じる危険がある。逆火を防ぐためには酸素噴出速
度を通常１００　ｍ／ｓ以上、好ましくは２００＋ｎ／
ｓ以上に維持する必要があり、この点からも上記の手段
は取りえないことが明白である。

そこで、酸素吹込管２２に供給する高圧酸素２８を重油
２７の燃焼に必要な量に止め、残りの酸素は低圧で空気
吹込ｆ１７から通常の反応用空気９と混合して吹き込む
方法も試みた。しかし、この方法では酸素圧縮機で消費
する電気エネルギーは増えないが、反応塔３側壁の空気
吹込管１７から吹き込まれる酸素富化空気に製錬原料８
が触れ２゜以前の反応塔３上部では、重油２７の燃焼が
起るのみで、製錬原料８は加熱′昇温されるが酸化反応
は生じない。従って酸素効率が悪くなり、効率的な自溶
製錬を行なうことが出来なくなる問題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はかかる従来の事情に鑑み、高圧酸素の吹き込み
のための動力費を削減することが出来、しかも酸素効率
が高く、効率的な自溶製練を行なうことが出来る自熔製
錬炉を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の自熔製錬炉において
は、反応塔頂部に垂設された管状の精鉱シュートと、精
鉱シュート中を同心をなすように貫通し該精鉱シュート
の下端より下方に突出して設けられた酸素吹込管と、酸
素吹込管中を同心をなすように貫通し該酸素吹込管の下
端まで延長した補助燃料導入管と、酸素吹込管及び補助
燃料導入管の下端に接合され中央に該補助燃料導入管内
と連通ずる燃料噴出孔を及びその周囲に該酸素吹込管内
に連通ずる複数の酸素噴出孔を有するバーナーチップと
を具備した精鉱バーナーと；反応塔頂部に該反応塔内の
精鉱バーナー周辺部から反応塔内に酸素を吹き込むよう
に設けられた酸素導管と；反応塔１ＩＩＩ壁に該反応塔
内に反応用空気を吹き込むように設けられた空気吹込管
とを備えている。

酸素導管の形状は特に限定、されず、例えば第１図に示
すように精鉱バーナーを取り巻くドーナツ管３０から分
岐し、反応塔３内で精鉱バーナー下端のバーナーチップ
１４の外周に内側斜め下方に向って開口した複数本の吐
出管３１で構成したり、第２図に示すように精鉱バーナ
ーの精鉱シュート２１の外側に同心をなすように支持さ
れ、下端が反応塔３内で精鉱バーナー下端付近に開口し
た筒体３２で構成することが出来る。

又、バーナーチップ２４の燃料噴出孔３４及び酸素噴出
孔３５は通常鉛直下方に向は形成する。

しかし、好ましくは酸素噴出孔３５のうちの一群は燃料
噴出孔３４の方に傾斜して設けることにより、補助燃料
の燃焼を助は且つ精鉱シュート２１から落下してくる製
錬原料８によって消火する危険をなくすことが出来る。

この場合、酸素噴出孔３５の他の一層は酸素吹込管２２
の外周を下方に延長した仮想面より外側に向って傾斜さ
せて形成することが好ましい。

〔作用〕

本発明の自熔製錬炉においては、第１図又は第２図に示
す如く、精鉱バーナーの酸素吹込管２２からは重油２７
等の補助燃料の燃焼にのみ必要な量の高圧酸素２８を吹
き込み、効率的な自溶製錬のために必要な残りの酸素は
酸素導管２９から供給する。酸素導管２９から供給する
酸素は低圧酸素３３でよく、従って工業用酸素をそのま
ま使用できるので、酸素圧縮機の動力は全酸素量を高圧
で供給する場合よりも大幅に低減される。尚、精鉱等の
燃焼性を考慮して、逆火を防ぐために酸素導管２９から
の低圧酸素３３の吹込速度は２０〜３０ｍ／ｓとするの
が好ましい。又、反応用空気９は前記した第６図及び第
７図に示す反応塔３の側壁に設けた空気吹込管１７から
供給する。

精鉱バーナーの補助燃料導入管２３に供給された重油２
７等の補助燃料はバーナーチップ２４の燃料噴出孔３４
から反応塔３内に噴出されると直ちに、酸素吹込管２２
から吹込まれた高圧酸素２８によって著大燃焼し、精鉱
シュート２１から落下し分散フーン２５で分散された製
錬原料８を加熱昇温する。加熱昇温された製錬原料８に
は、酸素導管２９から低圧酸素３３が吹き込まれるので
、反応塔３の上部で酸化反応が開始され、更に反応塔３
側壁の空気吹込管１７からの反応用空気９によって酸化
反応が一層完全に行なわれる。この結果、反応塔３の上
部においても、酸素導管２９から充分な酸素が供給され
、酸化反応が起るので、高い酸素効率が達成できる。

〔実施例〕

第１図は本実施例に用いた本発明の自熔製錬炉の精鉱バ
ーナーと酸素導管の部分を示す断面図であり、これを第
６図の如く側壁に空気吹込管を備えた有径１．５ｍ、高
さ３．４ｍの反応塔及び長さ６ｍのセトラーを有する試
験用自熔製錬炉に装備（７た。尚、第１図の酸素導管２
９については前記に説明してあり、精鉱バーナーの構成
は第５図と同様であるから、共に説明を省略する。但し
、バーナーチップ２４は第３図及び第４図（冷却水通路
を省略）に示す如く、中央に補助燃料導入管２３内と連
通ずる燃料噴出孔３４が鉛直下向きに設けられ、燃料噴
出孔３４の周囲に酸素吹込管２２内に連通ずる複数の酸
素噴出孔３５が設けてあり、酸素噴出孔３５のうち３５
ａは燃料噴出孔３４の方へ傾斜した一層、及び３５ｂは
酸素吹込管２２の外周を下方に延長した仮想面より外側
に向って傾斜した一層である。

上記の自熔製錬炉を用いて、下表に示す操業条件に従っ
て下記３クースの試験操業を実施した；ケース１：本発
明に従い酸素の一部を高圧酸素２８として酸素吹込管２
２から、残りの酸素を低圧酸素３３として酸素導管２９
から、及び反応用空気９を空気吹込管１７から供給した
。

ケース２：酸素の全量を酸素吹込管２２から高圧酸素２
８として吹き込み、反応用空気９を空気吹込管１７から
供給した。

ケース３：酸素の一部を高圧酸素２８として酸素吹込管
２２から吹き込み、残りの酸素は低圧酸素として空気吹
込管１７から反応用空気９と混合して供給した。

試験操業の結果を操業条件と併せて下表に要約して示し
た。

上記の結果から判るように、いずれのケースも煙灰発生
率に大差はないが、ケース２では酸素全量を高圧酸素と
するための動力が極めて高くなり、又ケース３では酸素
効率及び被品位が著しく低い。

これに対して本発明のケース１では酸素効率が高く、高
い被品位が得られ、しかも高圧酸素用動力も低く抑制す
ることが出来た。

尚、第２図に示す筒体３２からなる芦素導管２９を装備
した自熔製錬炉においても、上記実施例と同様の試験操
業を行ないほぼ同様の操業結果が得られたが、低圧酸素
３３が精鉱シュート２１の下端近傍に吹き付けられるた
め、精鉱シュート２１の下端部に精鉱が溶着する等の現
象が発生しやすかった。

又、第１図及び第２図において酸素吹込管２２の下端外
周に分散コーン２５を設けない場合においても、上記と
同様の試験操業の結果、本発明のケース１はケース２及
びケース３に対して上記に表示したのと同様の有意差を
示した。

〔発明の効果〕

本発明によれば、高圧酸素の吹き込みのための動力費を
節減し、しかも高い酸素効率を達成し、依って高い被品
位が得られるなど生産性を向上せしめ効率的な自溶製錬
を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一具体例の自熔製錬炉における精鉱バ
ーナー及び酸素導管の部分を示す縦断面図であり、第２
図は別の具体例の自熔製錬炉における精鉱バーナー及び
酸素導管の部分を示す縦断面図である。第３図は精鉱バ
ーナーのバーナーチップを詳細に示した縦断面図及び第
４図はその横断面図である。第５図は従来の自熔製錬炉
における精鉱バーナー及び酸素導管の部分を示す縦断面
図である。第６図及び第７図は自熔製錬炉の反応塔側壁
に空気吹込管を設けた反応塔の部分の縦断面図及び横断
面図である。第８図は一般の自熔製錬炉の説明図である
。１・・自熔製錬炉　　　２・・精鉱バーナー３・・反応
塔　　　　　４・・媛抜口・・液抜口・・排煙道・・反応用空気・・暖・・高温排ガス・・電極・・空気吹込管・・反応塔頂部・・精鉱シュート・・補助燃料導入管・・分散コーン・・重油・・酸素導管・・吐出管・・低圧酸素・・酸素噴出孔・・セトラー・・製錬原料・・披・・電気線暖炉・・排熱ボイラー・・抜き口・・精鉱バーナー・・受台・・酸素吹込管・・ノく−ナーチツ・・点検孔・・高圧酸素・・ドーナツ管・・筒体・・燃料噴出孔プ第１　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）反応塔頂部に垂設された管状の精鉱シュートと、
精鉱シュート中を同心をなすように貫通し該精鉱シュー
トの下端より下方に突出して設けられた酸素吹込管と、
酸素吹込管中を同心をなすように貫通し該酸素吹込管の
下端まで延長した補助燃料導入管と、酸素吹込管及び補
助燃料導入管の下端に接合され中央に該補助燃料導入管
内と連通する燃料噴出孔を及びその周囲に該酸素吹込管
内に連通する複数の酸素噴出孔を有するバーナーチップ
とを具備した精鉱バーナーと；反応塔頂部に該反応塔内
の精鉱バーナー周辺部から反応塔内に酸素を吹き込むよ
うに設けられた酸素導管と；反応塔側壁に該反応塔内に
反応用空気を吹き込むように設けられた空気吹込管とを
備えていることを特徴とする自熔製錬炉。
（２）酸素導管が、精鉱バーナーを取り巻くドーナツ管
から分岐し、反応塔内で精鉱バーナー下端のバーナーチ
ップの外周に内側斜め下方に向つて開口した複数本の吐
出管からなることを特徴とする、請求項（１）記載の自
熔製錬炉。
（３）酸素導管が、精鉱バーナーの精鉱シュートの外側
に同心をなすように支持され、下端が反応塔内で精鉱バ
ーナー下端付近に開口した筒体からなることを特徴とす
る、請求項（１）記載の自熔製錬炉。