JPH04507435A - 溶融鉛への亜鉛蒸気の吸収 - Google Patents

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】 溶融鉛への亜鉛蒸気の吸収 本発明は溶融鉛に亜鉛蒸気を吸収させる改善された装置および方法に関する。

亜鉛蒸気を含有するガスは、一般に亜鉛製錬法（たとえば［ｍｐｅｒｉａｌ　Ｓ ｍｅｌｔｉｎｇ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　（Ｉ　Ｓ　Ｐ）　）におけるスラグ発煙にお いて、また亜鉛含有ダストおよび残渣の処理において発生する。

亜鉛蒸気を含有するガスから亜鉛を回収するための現存の工業的方法には実質的 に三種類あり、前記ＩＳＰ法はその−っである。このＩＳＰ法は、溶融プールか ら鉛を亜鉛帯同ガスの流れにはねかけるために、ロータまたは羽根車を使用する 。別のＩＳＰ法は、凝縮媒体として鉛ではなく亜鉛を使用する。いわゆるＳＫＦ 法は、冷却金属または媒体として噴霧またはカーテンの形態の溶融鉛または溶融 亜鉛を使用し、これに対して亜鉛蒸気を含有するガスの流れか向けられる。

上述の諸方法に関連する参考資料には、Ｄ、　Ｔｅ＋ｎｐｌｅ“亜鉛−鉛溶鉱炉 −主要な発展”１９８０年ＡＩＭＥヘノ抜粋的冶金学講義、　Ｍｅｔａｌｌｕｒ ｇｉｃａｌ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ　Ｂ、第２Ｂ巻、３４３−３５２頁、　Ｃ Ｂ１．０１０．４３６（Ｉｍｐｅｒｉａｌ　Ｓｍｅｌｔｉｎｇ　）　；およびＣ Ｂ２．１２２．６４８（ＳＫＦ）かある。

ＩＳＰ法はコンデンサの口およびコンデンサ／吸収室内における鉢物の付着に悩 まされ、炉操業の頻繁な停止を起こす。これらの付着はＺｎ　＋　ｃｏ□　→Ｚ ｎＯ＋ＣＯなる反応によって固体ＺｎＯか生成する温度以下になっている表面で 発生する。この反応は逆戻り（ｒｅｖｅｒｓｉｏｎ　）反応と称され、これが生 じる温度は「逆戻り温度」と称される。ＳＫＦ法にはこの問題か無く、それとい うのはコンデンサに入るガスか高度に還元されているからである。

前記画法は以下に掲げるような欠点に悩まされる・−コンデンサ／吸収器内ての ドロスの蓄積−低効率 一製造費および維持費の高い大きな冷却および溶離回路を必要とすること 一廃ガス中への鉛小滴の帯同か大きく低亜鉛回収に至ること。

現存処理技術の更なる欠点およびそれらが本発明により如何に克服されるかにつ いて以下に説明する。

主局面において、本発明は溶融鉛に亜鉛蒸気を吸収させる方法を提供し、亜鉛蒸 気を含有するガスがサイクロン内で溶融鉛の流動流と接触せしめられ次いてこれ から分離されることを特徴としている。

好ましくは、サイクロン接触段階の前には、混合室内で溶融鉛か亜鉛蒸気を含有 するガスの流れの中に導入されてこれと接触せしめられる段階か存在する。

さらに好ましい実施例においては、本発明の装置は底部に出目を存する、耐火物 で裏張りされたクロスオーバーまたは導管を備えており、該出口はサイクロンに 結合された混合室に開口している。

鉛はガスの流れに向けられた鉛噴霧によって室内に導入される。この噴霧はガス 流の中への鉛小滴の分散を生ずる。鉛はなお追加的な噴霧によって導入され、こ の噴霧はサイクロンの前の垂直部分と、サイクロン自体の内部との壁面を共に完 全に濡らす。

サイクロンの前の垂直室はまた、静的混合部材の一つまたはそれ以上の列を収容 することもてきる。これら部材は鉛小滴とガスを相互に混合するのに役立つばか りてなく、鉛小滴を破砕する。この作用は高程度の剪断と大きな接触面積並びに 両相における擾乱運動を生じさせる。

静的混合部材を収容する混合塔は周知であり、たとえばスイスのズルツアー兄第 会社（Ｓｕｌｚｅｒ　ＢｒｏｔｈｅｒｓＬｉｍｉｔｅｄ　）に付与された米国特 許４，７４４．９２８に記載されているような装置か参考にされる。そのような 設計の静的混合部材は、これに衝突する流体の流れを偏向せしめてそれにより室 内を通り貫けるガスおよび／または液体の効果的混合を促進させるように室内に 配置される。

静的混合部材か効果的混合を促進するならば、その精密な形状は本発明にとって 重要ではない。

吸収した亜鉛を今や含有している溶融鉛は、該亜鉛の回収並びに新たな吸収用の 溶融鉛の再循環系に通される。

廃ガスは普通のガス清浄系に通される。

添付図面において： 第１図は本発明による方法の典型的な好適実施例の概略的表示図； 第１ａ図は本発明による方法の他の典型的な好適実施例の概略的表示図： 第２図は第１図の構成部分２（一部分）、３および４の好適形態のより詳細な例 解図。

本装置の構造及び作動は添付図面の第１図を参照することによってより良く理解 てきるであろう。この図において１は製錬またはスラグ発煙作業からの亜鉛帯同 ガスを表し、２は耐火物て裏張りされた導管を表す。「転移バーナ」と称される バーナ３は、耐火物の下方部分の温度をＺｎ−２ｎＯ逆戻り温度以上に維持する ために設けられている。鉛噴霧器（または鉛噴霧器の列）４は溶融鉛を垂直室５ に送り、該垂直室は亜鉛帯同ガスと溶融鉛との接触を促進させるべく混合部材５ ａを含んでいる。

サイクロン６はガスと鉛を接触させると共にこ゛れらを分離するのに役立ち、鉛 はガス清浄系７に入る。亜鉛リッチ鉛の流れ８はポンプ１０を有するポンプ溜め ９に入り；該ポンプは鉛を吸収系に送り戻す。亜鉛−鉛の流れは溜め９から管１ １を通して鉛冷却器１２に送られ、かつ溜めに戻され、さらに管１１ａを通して 鉛噴霧器４に戻される。数字１３および１４はそれぞれ冷却水の入口および出口 を表す。亜鉛−鉛の少部分は管１６を通して溶離ボット１７に送られ、該ポット にはそれぞれ冷却水入口１８および出口１９か備えられている。数字２０は亜鉛 製品を表し、２１は溶離した鉛をポンプ溜め９に戻すための樋を表す。

第１ａ図に注意を向けると、第１図の管１６は、ポンプｌＯから溶離ポット１７ に向かい従って鉛冷却器１２を迂回する管１６ａと取替えられている。

第２図に具体的に例示されているものは好適な転移バーナおよび鉛噴霧器組立体 の１例を示す。

数字３９によって表されている処理ガスは組立体の上部に流入し該組立体を通っ て下向きに流れる。

プロパンの如き燃料は酸素によって予燃焼せしめられる。高温ガスは周囲導管本 体３８を貫通するトロイド３０の中に接線方向に導入される。トロイド３０は二 つの目的に役立つ。第１に、それはガスをバーナから出る前に均等に分配し、第 ２に、それは導管本体３８を加熱するのに役立つ。

数字３０ａは導管本体３８によって画定される中央開放空間に入る高温ガスに対 する出口を示し、このガスは矢印３３によって示されるように流出する。

それぞれ矢印３４および３５によって表された鉛の流れおよび亜鉛−鉛の流れを 供給するためのそれぞれ上方および下方周囲本管３１および３２か示されている 。数字３６は流れ３４か下方に開放空間の中心に向って偏向せしめられる前にこ の流れから渦を除去するための反らせ板を示す。

周囲の切頭円錐３７は下方に向かってガス３９の流れの中に延び、かつ出口３０ ａの部分を形成している。

トロイド３０の内部の表面温度はほぼ１５００°Ｃに維か得られるように運転さ れる。温度に対する精密な制御として、またバーナを過熱することなく良好な速 度か得られるようにするために、窒素もバーナに導入される。

導管本体３８はバーナによって加熱され、もしそうてないとその表面は逆戻り温 度以下に低下する。導管本体３８の下方部分は、鉛を吸収器内に噴霧する区域の 直上に位置している。したかってこの下方部分は鉛への輻射によって熱を失う。

出口３０ａから出てくるガスは主として、汁物の付着する原因となる鉛噴霧器の 出口警部への亜鉛の拡散を阻止するのに役立つ。この出口警部は噴霧器内の鉛の ゆえに常に逆戻り温度以下に保持される。

円錐３７の形は、鉛噴霧器の低温谷部への処理ガスの拡散に対する保護を与える ために必要であることか分かった。処理ガスの激しい撹乱は拡散の可能性を著し く高める。

上部鉛噴霧３４は、鉛を処理ガス流の中心に導くように設計されている。鉛は噴 霧を包囲する本管３１の中に接線方向に導入される。接線方向入口によって鉛に 導入される渦は反らせ板によって除去され、従って鉛は半径方向にしかも下方に 傾斜して処理ガス流の中に導入される。

鉛または亜鉛−鉛は噴霧を包囲する本管３２の中に接線方向に導入される。鉛は その激しい渦を維持し、噴霧器から出るにつれて渦自体は壁にぶつかって平らに なる。

この渦は混合塔を均一に被覆して流下するのに十分である。

上部噴霧３４は、鉛または亜鉛−鉛をガス流の中心に導入するためだけでなく、 激しい渦となった底部噴霧３５を包囲するために必要とされる。この包囲がなけ れば、底部噴霧からの鉛は上向きにどっと流れてしまうであろう。

噴霧系は、耐火物区域への底部噴霧からの上向きはねかけまたは上昇運動か実質 的に存在しないように設計される。もしはねかけまたは上昇運動か起これば、耐 火物はその逆戻り温度以下に冷却され、汁物の付着が生ずる。

上部および底部噴霧器の出口は、鋼鉄部分に濡らされない区域かないように同時 に閉じられる。

本発明（ｒＰａｓｍｉｎｃｏ」　と称する）の好適実施例によって得られる主な る利点は、現存する技術の特性と比較して以下の表１中に明示されている。

本発明はその全体的な態様において以上に言及された特定詳細に制限されるもの でないことは明白に理解されるであろう。

σ〕 ド〕 国際調査報告 謄り０ＦＡＩ電正Ｘ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．溶融鉛に亜鉛蒸気を吸収させる方法であって、亜鉛蒸気を含有するガスがサ イクロンの中で溶融鉛の流れと接触せしめられ次いでそれから分離されることを 特徴とする方法。 ２．サイクロン接触段階の前に、混合室の中で溶融鉛が亜鉛蒸気を含有するガス の流れの中に導入されてそれと接触せしめられる段階が存在する請求項１記載の 方法。 ３．混合室の低温内面上での逆戻りを阻止するために該混合室の壁にも溶融亜鉛 が噴霧される請求項２記載の方法。 ４．鉛が導入される全体的区域内の低温表面がＺｎ−ＺｎＯ逆戻り温度以上に加 熱される請求項２および３記載の方法。 ５．高温還元ガスの緩衝層が亜鉛含有ガスと低温の鉛被覆面との間に挿入される 請求項４記載の方法。 ６．亜鉛と溶融鉛との間の混合を促進するために混合室内に静的混合部材の一つ またはそれ以上の列が設けられている請求項２から５までの何れか一つに記載の 方法。 ７．サイクロンからの亜鉛リッチ鉛の流れが亜鉛一鉛の貯蔵器に送られ、該亜鉛 一鉛の一部分が冷却され、かつ一部分がサイクロンの前の混合室にリサイクルせ しめられる請求項２から６までの何れか一つに記載の方法。 ８．冷却された亜鉛一鉛の一部分が亜鉛分離段階に引き出される請求項７記載の 方法。 ９．亜鉛分離段階に引き出された低温流れの部分は、回路内の亜鉛一鉛の大きな 流れの比較的小さな比率である請求項８記載の方法。 １０．亜鉛−鉛の貯蔵の一部分が冷却されずに亜鉛分離段階に引き出される請求 項７記載の方法。 １１．亜鉛分離段階が溶離手段を含んでいる請求項８から１０までの何れか一つ に記載の方法。 １２．実質的に添付図面を参照して説明されている請求項１記載の方法。 １３．溶融鉛に亜鉛蒸気を吸収させる装置であって、溶融した鉛または鉛合金の 流れを亜鉛帯同ガスの流れと共に受け入れるようにされているサイクロンを有し 、この中で二つの流れが溶融鉛中への亜鉛の吸収を促進するように接触せしめら れ、次にガスが亜鉛リッチ鉛から分離される装置。 １４．二つの流れを、それらがサイクロンに入る前に受け入れるようにされてい る混合室と組合った請求項１３記載の装置。 １５．混合室の内壁を噴霧すると共に該室の内部空間に溶融した鉛または鉛合金 の噴霧を噴射するようにされている噴霧手段を該混合室内に有している請求項１ ４記載の装置。 １６．亜鉛蒸気を含有するガスを受け入れるための、耐火物で裏張りされたクロ スオーバーまたは導管が、その底部に垂直混合室内に開口する出口を有して設け られている請求項１４または１５記載の装置。 １７．クロスオーバーまたは導管の全体的区域内に転移バーナが設けられており 、それによって耐火材料特にその下方区域の温度をＺｎ−ＺｎＯ遷移点以上に維 持することができ、かつ高温還元ガスの緩衝層を亜鉛含有ガスと当該装置の前記 区域における低温の鉛被覆面との間に挿入し得る請求項１６記載の装置。 １８．突質的に添付図面を参照して説明されている請求項１３記載の装置。 １９．請求項１３から１７までの何れか一つに記載の装置を、亜鉛リッチ鉛の流 れから亜鉛を回収する手段および亜鉛−鉛の一部分を前記装置に戻す手段と組合 って有する亜鉛回収ユニット。 ２０．亜鉛−鉛の一部分を冷却する手段をさらに有する請求項１９記載の亜鉛回 収ユニット。 ２１．請求項１３から１７までの何れか一つに記載の装置を、下記（１）−（８ ）と組合って有する亜鉛回収ユニット： （１）亜鉛リッチ流れを（２）亜鉛−鉛溜めに搬送する手段； （３）亜鉛−鉛の一部分を前記装置に戻す手段；（４）亜鉛−鉛の一部分を（５ ）冷却手段に搬送する手段； （６）冷却された亜鉛−鉛の一部分を（７）溶離ポットに搬送する手段；および （８）前記溶離ポットからの亜鉛減少鉛を前記溜めに戻す手段。 ２２．請求項１３から１７までの何れか一つに記載の装置を、下記（１）−（９ ）と組合って有する亜鉛回収ユニット： （１）亜鉛リッチ流れを （２）亜鉛−鉛溜めに搬送する手段； （３）亜鉛−鉛の一部分を前記装置に戻す手段；（４）亜鉛−鉛の一部分を（５ ）冷却手段に搬送する手段； （６）冷却された亜鉛−鉛を前記溜めに戻す手段；（７）亜鉛−鉛の一部分を（ ８）溶離ポットに搬送する手段；および （９）前記溶離ポットからの亜鉛減少鉛を前記溜めに戻す手段。 ２３．亜鉛回収装置を、下記（１）−（８）と組合って有する亜鉛回収ユニット ： （１）亜鉛リッチ流れを（２）亜鉛−鉛溜めに搬送する手段； （３）亜鉛−鉛の一部分を前記装置に戻す手段；（４）亜鉛−鉛の一部分を（５ ）冷却手段に搬送する手段； （６）冷却された亜鉛−鉛の一部分を（７）溶離ポットに搬送する手段；および （８）前記溶離ポットからの亜鉛減少鉛を前記溜めに戻す手段。 ２４．亜鉛回収装置を、下記（１）−（９）と組合って有する亜鉛回収ユニット ： （１）亜鉛リッチ流れを（２）亜鉛−鉛溜めに搬送する手段； （３）亜鉛−船の一部分を前記装置に戻す手段；（４）亜鉛−鉛の一部分を（５ ）冷却手段に搬送する手段； （６）冷却された亜鉛−鉛を前記溜めに戻す手段；（７）亜鉛−鉛の一部分を（ ８）溶離ポットに搬送する手段；および （９）前記溶離ポットからの亜鉛減少鉛を前記溜めに戻す手段。 ２５．周囲防熱導管を下記（１）−（２）と組合って有する、請求項１３から１ ７までの何れか一つに記載の装置と共にまたはその中で用いられる転移バーナ／ 噴霧器組立体： （１）前記導管を加熱すると共に高温還元ガスを下記（２）の噴射点に供給する バーナ； （２）使用中に前記導管の下方に位置する噴霧手段にして、鉛または鉛−亜鉛を 、前記導管を通って流れる亜鉛帯同ガスの流れの中に半径方向下向きに噴射する 噴霧手段。