JPH0472024A - 自熔製錬炉の操業方法 - Google Patents
自熔製錬炉の操業方法Info
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- JPH0472024A JPH0472024A JP2168845A JP16884590A JPH0472024A JP H0472024 A JPH0472024 A JP H0472024A JP 2168845 A JP2168845 A JP 2168845A JP 16884590 A JP16884590 A JP 16884590A JP H0472024 A JPH0472024 A JP H0472024A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
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- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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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。
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、特に非鉄金属製錬を行なうための自熔製錬炉
の操業方法に関する。
の操業方法に関する。
硫化精鉱を原料とする製錬炉の一つに自熔製錬炉がある
が、第3図は所謂、オートクンプ式自熔製錬炉と呼ばれ
るこの種の自熔製錬炉の構成例を示しており、図におい
て、自熔製錬炉lは、頂部に精鉱バーナー2が設けられ
た反応塔3と該反応塔3の下部に一端が接続されると共
に側面部にカラミ抜き口4及びカワ抜き口5が設けられ
たセトラー6と該セトラー6の他端に接続された廃煙道
7とから基本的に構成されている。かかるオートクンプ
式巨熔製錬炉の操業において、先づ、硫化精鉱、フラッ
クス及び補助燃料等の製錬原料8が反応用空気9の一部
と共に精鉱バーナー2を介して反応塔3に吹込まれる。
が、第3図は所謂、オートクンプ式自熔製錬炉と呼ばれ
るこの種の自熔製錬炉の構成例を示しており、図におい
て、自熔製錬炉lは、頂部に精鉱バーナー2が設けられ
た反応塔3と該反応塔3の下部に一端が接続されると共
に側面部にカラミ抜き口4及びカワ抜き口5が設けられ
たセトラー6と該セトラー6の他端に接続された廃煙道
7とから基本的に構成されている。かかるオートクンプ
式巨熔製錬炉の操業において、先づ、硫化精鉱、フラッ
クス及び補助燃料等の製錬原料8が反応用空気9の一部
と共に精鉱バーナー2を介して反応塔3に吹込まれる。
そしてこの反応塔3内では、補助燃料の燃焼によって昇
温せしめられた製錬原料8の可燃成分である硫黄と鉄は
、それと同様に昇温せしめられた反応用空気9と反応し
て溶解した状態でセトラー6内に溜められる。
温せしめられた製錬原料8の可燃成分である硫黄と鉄は
、それと同様に昇温せしめられた反応用空気9と反応し
て溶解した状態でセトラー6内に溜められる。
更に湯溜りとしてのセトラー6において、溜められた溶
体はその成分の比重差によりCu2S及びFeSの混合
物であるカワ10と2FeO−8iO□を主成分とする
カラミ11とに分離する。そしてカラミ11はカラミ抜
き口4から排出されて電気線カン炉12へ導入され、一
方、カワ10はカワ抜き口5から次の工程の転炉からの
要求に応じて適宜排出される。電気線カン炉12に入っ
たカラミ11は更に、電極13からの通電により生じた
熱により加熱保持され、電気線カン炉12に必要に応じ
て投入される塊状鉱石又は塊状フラックス等と混合せし
められるが、このとき銅成分は更に炉底に沈積し、又、
僅かに残った銅成分を含んだカラミのみが抜き口14か
ら炉外部へ排出される。尚、反応塔3内で発生する高温
廃ガス15はセトラー6及び廃煙道7を経由して廃熱ボ
イラー16により冷却される。
体はその成分の比重差によりCu2S及びFeSの混合
物であるカワ10と2FeO−8iO□を主成分とする
カラミ11とに分離する。そしてカラミ11はカラミ抜
き口4から排出されて電気線カン炉12へ導入され、一
方、カワ10はカワ抜き口5から次の工程の転炉からの
要求に応じて適宜排出される。電気線カン炉12に入っ
たカラミ11は更に、電極13からの通電により生じた
熱により加熱保持され、電気線カン炉12に必要に応じ
て投入される塊状鉱石又は塊状フラックス等と混合せし
められるが、このとき銅成分は更に炉底に沈積し、又、
僅かに残った銅成分を含んだカラミのみが抜き口14か
ら炉外部へ排出される。尚、反応塔3内で発生する高温
廃ガス15はセトラー6及び廃煙道7を経由して廃熱ボ
イラー16により冷却される。
上記オートクンプ式自熔製錬炉は、製錬原料の酸化度の
調整と製錬温度の調整とが互いに独立して行えるため、
原料の組成が変化せざるを得ない口拡製錬所用としては
好適である。
調整と製錬温度の調整とが互いに独立して行えるため、
原料の組成が変化せざるを得ない口拡製錬所用としては
好適である。
しかしながら、かかる従来の自熔製錬炉ては、先づ製錬
原料8を溶解せしめる上で必要な熱量が十分に得られな
いという問題があった。即ち、通常、精鉱バーナー2を
介して吹き込まれる製錬原料8の粒子の滞溜時間は約1
程度度であり、そしてこの間に該粒子をその着火温度ま
で昇温せしめて反応用空気9中の酸素と反応させること
により溶解しなければならないが、従ってこのために反
応用空気9を予加熱して着火温度まで速やかに昇温させ
る必要があるにも拘らず、製錬炉装置の材質の耐熱温度
等の関係で反応用空気9の上限温度が400〜500℃
に制約され、予加熱を十分に行なうことができない結果
、煙灰発生率が高くなるばかりか、酸素利用率即ち酸素
効率も低くならざるを得なかった。
原料8を溶解せしめる上で必要な熱量が十分に得られな
いという問題があった。即ち、通常、精鉱バーナー2を
介して吹き込まれる製錬原料8の粒子の滞溜時間は約1
程度度であり、そしてこの間に該粒子をその着火温度ま
で昇温せしめて反応用空気9中の酸素と反応させること
により溶解しなければならないが、従ってこのために反
応用空気9を予加熱して着火温度まで速やかに昇温させ
る必要があるにも拘らず、製錬炉装置の材質の耐熱温度
等の関係で反応用空気9の上限温度が400〜500℃
に制約され、予加熱を十分に行なうことができない結果
、煙灰発生率が高くなるばかりか、酸素利用率即ち酸素
効率も低くならざるを得なかった。
そこで、かかる問題を解決すべく反応用空気として酸素
富化した空気を用いる方法が実用化されてきており、例
えば特公昭59−41495号公報により開示された装
置によれば、工業用酸素と硫化精鉱との高反応性に着目
して、酸素富化用の酸素の全量若しくは一部を精鉱シュ
ート内に噴射すると共に空気若しくは酸素富化空気を精
鉱バーナーのベンチュリ一部から送風し、これにより硫
化精鉱等の製錬原料と酸素との混合分散を均一に行なわ
しめて、酸素効率の向上を図ったものがある。
富化した空気を用いる方法が実用化されてきており、例
えば特公昭59−41495号公報により開示された装
置によれば、工業用酸素と硫化精鉱との高反応性に着目
して、酸素富化用の酸素の全量若しくは一部を精鉱シュ
ート内に噴射すると共に空気若しくは酸素富化空気を精
鉱バーナーのベンチュリ一部から送風し、これにより硫
化精鉱等の製錬原料と酸素との混合分散を均一に行なわ
しめて、酸素効率の向上を図ったものがある。
一方、精鉱バーナー2から炉1の反応塔3内に吹き込ま
れた製錬原料と酸素富化用酸素又は酸素富化された反応
用空気との混合度合が乏しい場合、製錬原料と反応する
酸素の利用効率即ち酸素効率が低下する。酸素効率が低
い場合、必要以上の酸素富化用酸素又は酸素富化された
反応用空気を供給する必要が生じ、このことは余分に供
給する反応用空気を昇温させるための補助燃料の増加と
、廃ガス量の増加に伴う煙灰発生率の上昇につながる。
れた製錬原料と酸素富化用酸素又は酸素富化された反応
用空気との混合度合が乏しい場合、製錬原料と反応する
酸素の利用効率即ち酸素効率が低下する。酸素効率が低
い場合、必要以上の酸素富化用酸素又は酸素富化された
反応用空気を供給する必要が生じ、このことは余分に供
給する反応用空気を昇温させるための補助燃料の増加と
、廃ガス量の増加に伴う煙灰発生率の上昇につながる。
このような問題点を解消するものとして、従来例えば実
開平1−78161号公報、実開平178162号公報
や特願平1−56032号に記載のものがある。
開平1−78161号公報、実開平178162号公報
や特願平1−56032号に記載のものがある。
実開平1−78161号公報と実開平l−78162号
公報に記載のものは、送風管と、送風管の一端下面に同
心円状に連接されたベンチュリー部と、送風管の端部を
上部から鉛直に貫通してベンチュリ一部に同心円状に延
長された精鉱シュートを備え、精鉱シュートとベンチュ
リ一部の間を通して送風管から送られてきた反応用空気
を反応塔の頂部内に吹き込む精鉱バーナー(以後、従来
型精鉱バーナーと言う。)において、ベンチュリ一部に
接近した送風管内に1枚又は2枚の調風板を設け、ベン
チュリ一部からの反応用空気の吹き出しが均一となるよ
うにしたものである。
公報に記載のものは、送風管と、送風管の一端下面に同
心円状に連接されたベンチュリー部と、送風管の端部を
上部から鉛直に貫通してベンチュリ一部に同心円状に延
長された精鉱シュートを備え、精鉱シュートとベンチュ
リ一部の間を通して送風管から送られてきた反応用空気
を反応塔の頂部内に吹き込む精鉱バーナー(以後、従来
型精鉱バーナーと言う。)において、ベンチュリ一部に
接近した送風管内に1枚又は2枚の調風板を設け、ベン
チュリ一部からの反応用空気の吹き出しが均一となるよ
うにしたものである。
又、特願平1−56032号に記載のものは、反応塔の
側壁中央部付近には該側壁の反応塔の中心点を通る鉛直
線に線対称となる位置に、夫々のノズルの送風軸方向が
該鉛直線方向となるようにして取付けられた一組の送風
ノズルの一組以上を設は且つ該送風ノズルは必要に応し
取付位置を中心としてノズル送風軸方向を含む鉛直面内
を回動し得るようにして、反応用空気の一部を送風ノズ
ルより吹き込み、反応塔内全域を乱流化することにより
、精鉱バーナーから反応塔内に吹き込まれた製錬原料は
反応用空気中に均一に分散され、且つ反応塔内での滞留
時間も長くなり、これによって精鉱等の製錬原料と反応
用空気とが充分に反応し、反応用空気の酸素効率が一段
と改善され、その結果、煙灰発生率の低下及び未溶解物
生成の防止が行えるようにしたものである。
側壁中央部付近には該側壁の反応塔の中心点を通る鉛直
線に線対称となる位置に、夫々のノズルの送風軸方向が
該鉛直線方向となるようにして取付けられた一組の送風
ノズルの一組以上を設は且つ該送風ノズルは必要に応し
取付位置を中心としてノズル送風軸方向を含む鉛直面内
を回動し得るようにして、反応用空気の一部を送風ノズ
ルより吹き込み、反応塔内全域を乱流化することにより
、精鉱バーナーから反応塔内に吹き込まれた製錬原料は
反応用空気中に均一に分散され、且つ反応塔内での滞留
時間も長くなり、これによって精鉱等の製錬原料と反応
用空気とが充分に反応し、反応用空気の酸素効率が一段
と改善され、その結果、煙灰発生率の低下及び未溶解物
生成の防止が行えるようにしたものである。
ところが、特公昭59−41495号公報に記載の装置
では、酸素富化用の酸素を精鉱シュード内に噴射するよ
うにしているので、精鉱シュートにおいて硫化精鉱が酸
素と反応して該シュート内に溶着し、精鉱シュートを閉
塞せしめてしまい連続操業が不可能になるという問題が
あった。そしてまた、この装置では、酸素気流中に精鉱
粒子が充分に懸垂しているので良好な炉内反応が行なわ
れ得るものの気流が拡がらないために燃焼によって発生
するSO□を含む排ガスと一緒に精鉱粒子が炉外部へ運
び比され易くなり、煙灰発生率を減少することができな
いばかりか、操業条件によっては煙灰発生率が却って大
きくなってしまう等の不都合があった。
では、酸素富化用の酸素を精鉱シュード内に噴射するよ
うにしているので、精鉱シュートにおいて硫化精鉱が酸
素と反応して該シュート内に溶着し、精鉱シュートを閉
塞せしめてしまい連続操業が不可能になるという問題が
あった。そしてまた、この装置では、酸素気流中に精鉱
粒子が充分に懸垂しているので良好な炉内反応が行なわ
れ得るものの気流が拡がらないために燃焼によって発生
するSO□を含む排ガスと一緒に精鉱粒子が炉外部へ運
び比され易くなり、煙灰発生率を減少することができな
いばかりか、操業条件によっては煙灰発生率が却って大
きくなってしまう等の不都合があった。
又、実開平1−78161号公報、実開平l−7816
2号公報に記載のものは、従来型精鉱バーナーにおいて
反応用空気のベンチュリ一部からの吹き畠しを均一にす
るために調風板を設置したものであり、従来型精鉱バー
ナーの持つ性能を十分に発揮させるための技術ではある
か、従来型精鉱バーナーの性能は、そもそも煙灰発生率
で9%以上、酸素効率で80%以下でしかなく、これ以
上の性能は望めない。
2号公報に記載のものは、従来型精鉱バーナーにおいて
反応用空気のベンチュリ一部からの吹き畠しを均一にす
るために調風板を設置したものであり、従来型精鉱バー
ナーの持つ性能を十分に発揮させるための技術ではある
か、従来型精鉱バーナーの性能は、そもそも煙灰発生率
で9%以上、酸素効率で80%以下でしかなく、これ以
上の性能は望めない。
又、特願平156032号の実施例によれば、この操業
で得られた最も良い結果として煙灰発生率では5.8%
、酸素効率では100%という値が報告されており、こ
の発明による自熔製錬炉並びに操業方法が従来型精鉱バ
ーナーを用いた自熔製錬炉並びに操業方法よりも優れて
いることは明らかである。しかしながら、その後の研究
によれば、上記実施例による操業において、製錬原料と
して硫化精鉱以外に加える珪酸鉱の比率を高めてい(と
、煙灰発生率はそれほど変化しないが、酸素効率が低下
していくことが明らかとなった。これは、以下に示すよ
うな理由によるものと考えられる。
で得られた最も良い結果として煙灰発生率では5.8%
、酸素効率では100%という値が報告されており、こ
の発明による自熔製錬炉並びに操業方法が従来型精鉱バ
ーナーを用いた自熔製錬炉並びに操業方法よりも優れて
いることは明らかである。しかしながら、その後の研究
によれば、上記実施例による操業において、製錬原料と
して硫化精鉱以外に加える珪酸鉱の比率を高めてい(と
、煙灰発生率はそれほど変化しないが、酸素効率が低下
していくことが明らかとなった。これは、以下に示すよ
うな理由によるものと考えられる。
この操業方法に従えば、精鉱バーナーにより形成される
ジェット流に反応用気体の一部分を送風ノズルから吹き
当ててこれを反応塔内全域に拡がる乱流とするために、
補助燃料や反応用空気と共に精鉱バーナーから反応塔内
に吹き込まれた製錬原料は反応用空気に均一に分散され
る。ここで、製錬原料として加えられる硫化精鉱以外の
珪酸鉱。
ジェット流に反応用気体の一部分を送風ノズルから吹き
当ててこれを反応塔内全域に拡がる乱流とするために、
補助燃料や反応用空気と共に精鉱バーナーから反応塔内
に吹き込まれた製錬原料は反応用空気に均一に分散され
る。ここで、製錬原料として加えられる硫化精鉱以外の
珪酸鉱。
鉄精粉、銅さい、煙灰等は非自燃物であり、反応塔内部
での精鉱の燃焼を阻害する。とりわけ珪酸鉱は、その主
成分である5iOzの融点が1720℃と高いため、精
鉱の燃焼性の阻害の度合が高いことは明らかであり、こ
の操業方法においては、加えられる珪酸鉱の割合を増し
ていくと、反応塔内において燃焼している精鉱と珪石が
均一に分散されるため、珪酸鉱はあたかも粉末消火剤と
して作用する。これにより、燃焼している精鉱粒子自体
の温度低下を招き、精鉱自身の酸化反応が抑制され、酸
素効率の低下となる。
での精鉱の燃焼を阻害する。とりわけ珪酸鉱は、その主
成分である5iOzの融点が1720℃と高いため、精
鉱の燃焼性の阻害の度合が高いことは明らかであり、こ
の操業方法においては、加えられる珪酸鉱の割合を増し
ていくと、反応塔内において燃焼している精鉱と珪石が
均一に分散されるため、珪酸鉱はあたかも粉末消火剤と
して作用する。これにより、燃焼している精鉱粒子自体
の温度低下を招き、精鉱自身の酸化反応が抑制され、酸
素効率の低下となる。
本発明は、上記問題点に鑑み、反応用空気として酸素富
化空気を用いる非鉄金属硫化物用自溶炉において、酸素
効率の大幅な向上と煙灰発生率の減少を図ることができ
る自熔製錬炉の操業方法を提供することを目的としてい
る。
化空気を用いる非鉄金属硫化物用自溶炉において、酸素
効率の大幅な向上と煙灰発生率の減少を図ることができ
る自熔製錬炉の操業方法を提供することを目的としてい
る。
本発明による自熔製錬炉の操業方法の一つは、反応塔と
、該反応塔の下部に一端が接続されていて側面部にカラ
ミ抜き口及びカワ抜き口が設けられたセトラーと、該セ
トラーの他端に接続された廃煙道と、前記反応塔の頂部
及び/又は前記セトラーの天井部に設けられた少なくと
も一個の精鉱バーナーとを備え、前記精鉱バーナーが、
少なくとも、精鉱シュートと、該精鉱シュート内に挿入
された酸素吹き込み管と、該酸素吹き込み管内に挿入さ
れた補助燃料バーナーとから構成されている、自熔製錬
炉の操業方法において、前記酸素吹き込み管の下端部が
前記精鉱シュートの下端よりも下方に突出するようにし
、製錬原料と補助燃料の燃焼に必要な酸素量のうち少な
くとも補助燃料のための酸素量以上を工業用酸素として
前記酸素吹き込み管を介して炉内に吹き込むようにした
ことを特徴としている。
、該反応塔の下部に一端が接続されていて側面部にカラ
ミ抜き口及びカワ抜き口が設けられたセトラーと、該セ
トラーの他端に接続された廃煙道と、前記反応塔の頂部
及び/又は前記セトラーの天井部に設けられた少なくと
も一個の精鉱バーナーとを備え、前記精鉱バーナーが、
少なくとも、精鉱シュートと、該精鉱シュート内に挿入
された酸素吹き込み管と、該酸素吹き込み管内に挿入さ
れた補助燃料バーナーとから構成されている、自熔製錬
炉の操業方法において、前記酸素吹き込み管の下端部が
前記精鉱シュートの下端よりも下方に突出するようにし
、製錬原料と補助燃料の燃焼に必要な酸素量のうち少な
くとも補助燃料のための酸素量以上を工業用酸素として
前記酸素吹き込み管を介して炉内に吹き込むようにした
ことを特徴としている。
又、他の一つは、上記構成に加えて、
製錬原料と補助燃料の燃焼に必要な酸素量の全てを工業
用酸素として前記酸素吹き込み管を介して炉内に吹き込
むようにしたことを特徴としている。
用酸素として前記酸素吹き込み管を介して炉内に吹き込
むようにしたことを特徴としている。
更に、他の一つは、上記構成に加えて、前記補助燃料バ
ーナーの下端が前記酸素吹き込み管の下端と同一レベル
になるように構成したことを特徴としている。
ーナーの下端が前記酸素吹き込み管の下端と同一レベル
になるように構成したことを特徴としている。
上記構成によれば、精鉱シュートから供給される製錬原
料のうち、自燃性を有する銅、ニッケル。
料のうち、自燃性を有する銅、ニッケル。
鉛等の非鉄金属硫化精鉱は、炉壁からの輻射熱又は高温
の排ガス又は補助燃料バーナーにより形成された火炎に
より急速に昇温・着火する。そして、補助燃料の燃焼の
ための酸素量以上の工業用酸素が酸素吹き込み管を介し
て吹き込むようになっているので、着火した硫化精鉱は
、酸素吹き込み管より供給される工業用酸素と直ちに反
応してカワとカラミと排ガスを形成し、このうち高温の
カワとカラミは反応塔内を落下する途中に互いに衝突し
て粒子が肥大化し、又製錬原料として加えられる珪酸鉱
、銅さい、鉄精粉、煙灰等の非自燃物とも衝突してこれ
らを熔融させる。又、非自燃物の一部は、硫化精鉱の燃
焼による輻射熱や高温の排ガスによっても熔融させられ
る。ここで、酸素吹き出し管より供給される工業用酸素
は通常酸素温度で90%以上のものを指すので、硫化精
鉱の酸化反応(燃焼)は空気や酸素富化空気のときの酸
化反応に比べ迅速である。その理由は、空気や酸素富化
空気には酸素以外の不活性な窒素を多く含むため、これ
が硫化精鉱と酸素との反応を阻害するからである。又、
硫化精鉱の燃焼の際に放出されるSO2を主とする排ガ
スも、工業用酸素の場合窒素等を昇温させる必要がない
ため、空気や酸素富化空気を用いた際の排ガスよりも高
温となる。
の排ガス又は補助燃料バーナーにより形成された火炎に
より急速に昇温・着火する。そして、補助燃料の燃焼の
ための酸素量以上の工業用酸素が酸素吹き込み管を介し
て吹き込むようになっているので、着火した硫化精鉱は
、酸素吹き込み管より供給される工業用酸素と直ちに反
応してカワとカラミと排ガスを形成し、このうち高温の
カワとカラミは反応塔内を落下する途中に互いに衝突し
て粒子が肥大化し、又製錬原料として加えられる珪酸鉱
、銅さい、鉄精粉、煙灰等の非自燃物とも衝突してこれ
らを熔融させる。又、非自燃物の一部は、硫化精鉱の燃
焼による輻射熱や高温の排ガスによっても熔融させられ
る。ここで、酸素吹き出し管より供給される工業用酸素
は通常酸素温度で90%以上のものを指すので、硫化精
鉱の酸化反応(燃焼)は空気や酸素富化空気のときの酸
化反応に比べ迅速である。その理由は、空気や酸素富化
空気には酸素以外の不活性な窒素を多く含むため、これ
が硫化精鉱と酸素との反応を阻害するからである。又、
硫化精鉱の燃焼の際に放出されるSO2を主とする排ガ
スも、工業用酸素の場合窒素等を昇温させる必要がない
ため、空気や酸素富化空気を用いた際の排ガスよりも高
温となる。
以上のような作用により、反応塔内に供給された製錬原
料が工業用酸素と効率よく反応するため、煙灰発生率が
低く且つ高酸素効率の自溶製錬が可能となる。
料が工業用酸素と効率よく反応するため、煙灰発生率が
低く且つ高酸素効率の自溶製錬が可能となる。
特に、製錬原料と補助燃料の燃焼に必要な酸素量の全て
を工業用酸素として酸素吹き込み管を介して炉内に吹き
込めば、製錬原料として硫化精鉱以外の非自燃物の添加
割合を増加させても上記原理により低い煙灰発生率と高
い酸素効率が得られる。
を工業用酸素として酸素吹き込み管を介して炉内に吹き
込めば、製錬原料として硫化精鉱以外の非自燃物の添加
割合を増加させても上記原理により低い煙灰発生率と高
い酸素効率が得られる。
更に、補助燃料バーナーの下端が酸素吹き込み管の下端
と同一レベルになるように構成すれば、最良の結果が得
られる。これは、該下端近傍に激しい重油燃焼フレーム
が形成され、このフレームの中を通過する製錬原料の反
応が極めて短時間で完了し、その結果反応塔内での粒子
間の相互衝突による肥大化のための時間を延長すること
ができるからである。
と同一レベルになるように構成すれば、最良の結果が得
られる。これは、該下端近傍に激しい重油燃焼フレーム
が形成され、このフレームの中を通過する製錬原料の反
応が極めて短時間で完了し、その結果反応塔内での粒子
間の相互衝突による肥大化のための時間を延長すること
ができるからである。
以下、図示した実施例に基づき本発明の詳細な説明する
。
。
去m上
第1図は本実施例で使用する自熔製錬炉の精鉱バーナー
2′の概略図であって、17は絞り部17aと下方に向
けて拡開する開口17bを有するウィンドボックス、1
8は下端が上記絞り部17aよりも僅かに下方に位置す
るようにウィンドボックス17の中央部に垂設された精
鉱シュート、19は精鉱シュート18に同心に貫挿され
ていて該精鉱シュート18の先端よりも下方に突出する
下端部の外周に分散コーン20を備えている酸素吹込み
管、21は酸素吹込み管19に同心に貫挿され且つその
下端が該酸素吹込み管19の下端と同一レベルになるよ
うに位置付けされた補助燃料バーナーである。そして、
かかる精鉱バーナー2′を頂部に備えた内径l、5m及
び高さ4.0mの反応塔3と内径1.5m及び長さ5.
25 mのセトラー6(第3図参照)を備えた精鉱処理
量約0.8t/hの中規模試験炉を用いて、下記第1表
に示した条件で夫々4日間の試験操業を行った。
2′の概略図であって、17は絞り部17aと下方に向
けて拡開する開口17bを有するウィンドボックス、1
8は下端が上記絞り部17aよりも僅かに下方に位置す
るようにウィンドボックス17の中央部に垂設された精
鉱シュート、19は精鉱シュート18に同心に貫挿され
ていて該精鉱シュート18の先端よりも下方に突出する
下端部の外周に分散コーン20を備えている酸素吹込み
管、21は酸素吹込み管19に同心に貫挿され且つその
下端が該酸素吹込み管19の下端と同一レベルになるよ
うに位置付けされた補助燃料バーナーである。そして、
かかる精鉱バーナー2′を頂部に備えた内径l、5m及
び高さ4.0mの反応塔3と内径1.5m及び長さ5.
25 mのセトラー6(第3図参照)を備えた精鉱処理
量約0.8t/hの中規模試験炉を用いて、下記第1表
に示した条件で夫々4日間の試験操業を行った。
(第1表)
ここで、第1表中、工業用酸素量とは富化用酸素として
用いた工業用酸素の量をいい、又酸素吹込み管酸素量と
は該工業用酸素のうちの酸素吹込み管I9から炉内に吹
き込んだ酸素の量をいう。
用いた工業用酸素の量をいい、又酸素吹込み管酸素量と
は該工業用酸素のうちの酸素吹込み管I9から炉内に吹
き込んだ酸素の量をいう。
そして、試験操業NcLl(比較例1)では、工業用酸
素と空気とを混合し、その全量をウィンドボックス17
から供給し、又試験操業Nα2では、補助燃料としての
重油の燃焼にのみ必要な酸素量(54Nrrr/h)を
酸素吹込み管19から炉内に吹込み、残り分を空気と混
合してウィンドボックス17から炉内に供給し、そして
試験操業Nα3では工業用酸素の全量(134Nrr?
/h)を酸素吹込み管19から炉内に吹込んだ。尚、こ
れらの場合(Nα1〜Nl13 )は、補助燃料バーナ
ー21の下端部は酸素吹込み管19の先端から下方へ突
出するように調整されている。更に、試験操業Nα4は
、補助燃料バーナー21の下端が酸素吹込み管19の下
端と同一レベルになるように位置付けられている点以外
は上記試験操業Nα3の場合と同様の操業条件である。
素と空気とを混合し、その全量をウィンドボックス17
から供給し、又試験操業Nα2では、補助燃料としての
重油の燃焼にのみ必要な酸素量(54Nrrr/h)を
酸素吹込み管19から炉内に吹込み、残り分を空気と混
合してウィンドボックス17から炉内に供給し、そして
試験操業Nα3では工業用酸素の全量(134Nrr?
/h)を酸素吹込み管19から炉内に吹込んだ。尚、こ
れらの場合(Nα1〜Nl13 )は、補助燃料バーナ
ー21の下端部は酸素吹込み管19の先端から下方へ突
出するように調整されている。更に、試験操業Nα4は
、補助燃料バーナー21の下端が酸素吹込み管19の下
端と同一レベルになるように位置付けられている点以外
は上記試験操業Nα3の場合と同様の操業条件である。
次に、上記各試験操業Nα1〜Nα4の結果を下記第2
表に示す。
表に示す。
(第2表)
第2表に示された結果から明らかなように、補助燃料用
の酸素量以上の酸素を酸素吹込み管19から吹き込むこ
とにより、煙灰発生率が低減し、且つ酸素効率が向上す
ることは明らかである。即ち、通常、補助燃料の着火・
燃焼は精鉱の着火・燃焼に先行して生じるが、酸素吹込
み管19から吹き込む工業用酸素の量を少なくとも補助
燃料の燃焼に必要な酸素量以上にすることにより、発生
した気流中の酸素高濃度部分で精鉱と酸素とが激しく反
応し、これにより全体としての反応時間が著しく短縮さ
れる。
の酸素量以上の酸素を酸素吹込み管19から吹き込むこ
とにより、煙灰発生率が低減し、且つ酸素効率が向上す
ることは明らかである。即ち、通常、補助燃料の着火・
燃焼は精鉱の着火・燃焼に先行して生じるが、酸素吹込
み管19から吹き込む工業用酸素の量を少なくとも補助
燃料の燃焼に必要な酸素量以上にすることにより、発生
した気流中の酸素高濃度部分で精鉱と酸素とが激しく反
応し、これにより全体としての反応時間が著しく短縮さ
れる。
又、特に試験操業Nα4の場合、富化用酸素の全量(1
34Nrr?/h)を酸素吹込み管19から炉内に吹き
込むだけでなく、該酸素吹込み管19及び補助燃料バー
ナー21の下端を同一レベルにしたことにより、最良の
操業結果が得られる。これは、酸素吹込み管19と補助
燃料バーナー21の先端近傍に激しい重油燃焼フレーム
が形成され、このフレームの中を通過する製錬原料が即
座に加熱されて製錬原料の反応が極めて短時間で完了し
、この結果、反応塔3内での粒子の相互衝突による肥大
化のための時間を延長することができるためである。
34Nrr?/h)を酸素吹込み管19から炉内に吹き
込むだけでなく、該酸素吹込み管19及び補助燃料バー
ナー21の下端を同一レベルにしたことにより、最良の
操業結果が得られる。これは、酸素吹込み管19と補助
燃料バーナー21の先端近傍に激しい重油燃焼フレーム
が形成され、このフレームの中を通過する製錬原料が即
座に加熱されて製錬原料の反応が極めて短時間で完了し
、この結果、反応塔3内での粒子の相互衝突による肥大
化のための時間を延長することができるためである。
更に、次の第3表及び第4表は、上記中規模試験炉にお
いて、酸素吹込み管19及び補助燃料バーナー21の下
端を同一レベルに調整し、且つ反応用空気として工業用
酸素のみを用いてその全量を酸素吹込み管19から炉内
に吹き込んで行なった試験操業Nα5の操業条件並びに
その操業結果を示している。
いて、酸素吹込み管19及び補助燃料バーナー21の下
端を同一レベルに調整し、且つ反応用空気として工業用
酸素のみを用いてその全量を酸素吹込み管19から炉内
に吹き込んで行なった試験操業Nα5の操業条件並びに
その操業結果を示している。
(第3表)
(第4表)
試験操業Nα5によれば、煙灰発生率は格段に減少し、
しかも特に酸素利用効率を100%にすることができた
。
しかも特に酸素利用効率を100%にすることができた
。
このように本実施例は酸素効率の向上を図ることができ
るが、上記自熔製錬炉における分散コーン20は製錬原
料を均一に分散せしめ、所謂ヒープ(未溶解物の塊り)
の発生を防止している。
るが、上記自熔製錬炉における分散コーン20は製錬原
料を均一に分散せしめ、所謂ヒープ(未溶解物の塊り)
の発生を防止している。
尚、上記試験操業Nα5と同一条件にし、且つ酸素を酸
素吹込み管19の代わりに精鉱シュート18から炉内に
吹き込んだ場合、試験操業開始後2時間足らずで精鉱シ
ュー)1B内部で精鉱が燃焼して該精鉱シュート18は
閉塞してしまった。
素吹込み管19の代わりに精鉱シュート18から炉内に
吹き込んだ場合、試験操業開始後2時間足らずで精鉱シ
ュー)1B内部で精鉱が燃焼して該精鉱シュート18は
閉塞してしまった。
寒責■ユ
第2図は本実施例で使用する自熔製錬炉の精鉱バーナー
2′の概略図であって、これは実施例1の精鉱バーナー
(第1図)からウィンドボックス17を除去して成るも
のである。そして、かかる精鉱バーナー2′を頂部に備
えた内径1.5 m及び天井部からセトラー湯面までの
高さが2.5mの反応塔3と内径1.5m及び長さ5.
25 mのセトラー6を備えた実験用小型自熔製錬炉を
用いて、精鉱処理量を約0.8t/hとし、目標とする
カワ品位が50%となるように、下記第1表に示す条件
で操業を行なった。尚、試験操業Nαlは補助燃料バー
ナー21より71/hの割合で重油を供給して火炎を形
成させたものであり、試験操業Nα2は重油を供給しな
い場合のもので、夫々3日間と2日間の操業を行なった
。
2′の概略図であって、これは実施例1の精鉱バーナー
(第1図)からウィンドボックス17を除去して成るも
のである。そして、かかる精鉱バーナー2′を頂部に備
えた内径1.5 m及び天井部からセトラー湯面までの
高さが2.5mの反応塔3と内径1.5m及び長さ5.
25 mのセトラー6を備えた実験用小型自熔製錬炉を
用いて、精鉱処理量を約0.8t/hとし、目標とする
カワ品位が50%となるように、下記第1表に示す条件
で操業を行なった。尚、試験操業Nαlは補助燃料バー
ナー21より71/hの割合で重油を供給して火炎を形
成させたものであり、試験操業Nα2は重油を供給しな
い場合のもので、夫々3日間と2日間の操業を行なった
。
(第1表)
その結果を下記第2表に示す。
(第2表)
頂部に1基の従来型精鉱バーナーを配した実施例2と同
じ実験用小型自溶炉を用いて、目標とするカワ品位が5
8%となるように下記第3表に示す条件NO,)で2日
間操業を行なった。又、特願平1、−56032号に示
した頂部に1基の精鉱ノ<−ナーとその側壁中央部付近
に1組の送風ノズルを設けた実施例2と同じ実験用小型
自熔炉を用し)で、目標とするカワ品位が55%となる
ように下記第3表に示す条件Nα4で3日間操業を行な
った。尚、下記第3表中のしは反応塔の高さ、■は反応
塔の天井部から送風ノズルまでの距離である。
じ実験用小型自溶炉を用いて、目標とするカワ品位が5
8%となるように下記第3表に示す条件NO,)で2日
間操業を行なった。又、特願平1、−56032号に示
した頂部に1基の精鉱ノ<−ナーとその側壁中央部付近
に1組の送風ノズルを設けた実施例2と同じ実験用小型
自熔炉を用し)で、目標とするカワ品位が55%となる
ように下記第3表に示す条件Nα4で3日間操業を行な
った。尚、下記第3表中のしは反応塔の高さ、■は反応
塔の天井部から送風ノズルまでの距離である。
(第3表)
その結果を下記第4表に示す。
(第4表)
(第1表)
実施例2と比較例2の結果の比較から明らかなように、
本発明の操業方法により、これまでの自熔製錬炉のより
も煙灰発生率が低く且つ酸素効率の高い操業が可能であ
ることが分かる。
本発明の操業方法により、これまでの自熔製錬炉のより
も煙灰発生率が低く且つ酸素効率の高い操業が可能であ
ることが分かる。
夫血且ユ
実施例2と同し実験用小型自熔炉を用いて下記第1表に
示す操業条件によって、目標とするカワ品位が50%と
なるように操業を行なった。試験操業Nα1は精鉱に対
する珪酸鉱添加率を高めたもの、試験操業Nα2は珪石
と鉄精粉を添加して非自燃物の添加割合を高めたもので
、夫々2日間、3日間の操業を行なった。
示す操業条件によって、目標とするカワ品位が50%と
なるように操業を行なった。試験操業Nα1は精鉱に対
する珪酸鉱添加率を高めたもの、試験操業Nα2は珪石
と鉄精粉を添加して非自燃物の添加割合を高めたもので
、夫々2日間、3日間の操業を行なった。
その結果を下記第2表に示す。
(第2表)
比j日引主
比較例2の試験操業No、 4と同じく、頂部に1基の
精鉱バーナーとその側壁中央部付近に1組の送風ノズル
を設けた実験用小型自熔炉を用いて、下記第3表に示す
操業条件によって、目標とするカワ品位が55%となる
ように操業を行なった。試験操業Nα3は精鉱に対する
珪酸鉱添加率を高めたもの、試験操業Nα4は珪酸鉱と
鉄精粉を添加して非自燃物の添加割合を高めたもので、
夫々2日間。
精鉱バーナーとその側壁中央部付近に1組の送風ノズル
を設けた実験用小型自熔炉を用いて、下記第3表に示す
操業条件によって、目標とするカワ品位が55%となる
ように操業を行なった。試験操業Nα3は精鉱に対する
珪酸鉱添加率を高めたもの、試験操業Nα4は珪酸鉱と
鉄精粉を添加して非自燃物の添加割合を高めたもので、
夫々2日間。
3日間の操業を行なった。尚、下記第3表中りは反応塔
の高さ、■は反応塔の天井部から逆風ノズルまでの距離
である。
の高さ、■は反応塔の天井部から逆風ノズルまでの距離
である。
(第3表)
その結果を下記第4表に示す。
(第4表)
実施例3と比較例3の結果の比較から明らかなように本
発明の操業方法により、精鉱に対する非自燃物の添加割
合を高めても、従来の操業方法では不可能であった低煙
灰発生率且つ高酸素効率の自溶炉操業が可能であること
が分かる。
発明の操業方法により、精鉱に対する非自燃物の添加割
合を高めても、従来の操業方法では不可能であった低煙
灰発生率且つ高酸素効率の自溶炉操業が可能であること
が分かる。
尚、従来型精鉱バーナーを備えた比較例2の試験操業N
α3と同じ実験用小型自熔炉を用いて精鉱処理量0.8
23t/h、珪酸鉱処理量0. l 15 t/hの精
鉱バーナー条件での操業を行なったところ、反応塔直下
の湯面上に未熔解物が堆積し、4時間しか操業すること
ができなかった。
α3と同じ実験用小型自熔炉を用いて精鉱処理量0.8
23t/h、珪酸鉱処理量0. l 15 t/hの精
鉱バーナー条件での操業を行なったところ、反応塔直下
の湯面上に未熔解物が堆積し、4時間しか操業すること
ができなかった。
上述の如く、本発明による自熔製錬炉の操業方法によれ
ば、反応用空気として酸素富化空気を用いる非鉄金属酸
化物用自溶炉において、酸素効率の大幅な上昇と煙灰発
生率の減少を図ることかできるという実用上重要な利点
を有している。
ば、反応用空気として酸素富化空気を用いる非鉄金属酸
化物用自溶炉において、酸素効率の大幅な上昇と煙灰発
生率の減少を図ることかできるという実用上重要な利点
を有している。
第1図は実施例1て使用する自熔製錬炉の精鉱バーナー
の概略図、第2図は実施例2及び3で使用する自熔製錬
炉の精鉱バーナーの概略図、第3図は従来の自熔製錬炉
の構成を示す図である。
の概略図、第2図は実施例2及び3で使用する自熔製錬
炉の精鉱バーナーの概略図、第3図は従来の自熔製錬炉
の構成を示す図である。
Claims (3)
- (1)反応塔と、該反応塔の下部に一端が接続されてい
て側面部にカラミ抜き口及びカワ抜き口が設けられたセ
トラーと、該セトラーの他端に接続された廃煙道と、前
記反応塔の頂部及び/又は前記セトラーの天井部に設け
られた少なくとも一個の精鉱バーナーとを備え、前記精
鉱バーナーが、少なくとも、精鉱シュートと、該精鉱シ
ュート内に挿入された酸素吹き込み管と、該酸素吹き込
み管内に挿入された補助燃料バーナーとから構成されて
いる、自熔製錬炉の操業方法において、前記酸素吹き込
み管の下端部が前記精鉱シュートの下端よりも下方に突
出するようにし、製錬原料と補助燃料の燃焼に必要な酸
素量のうち少なくとも補助燃料のための酸素量以上を工
業用酸素として前記酸素吹き込み管を介して炉内に吹き
込むようにしたことを特徴とする自熔製錬炉の操業方法
。 - (2)製錬原料と補助燃料の燃焼に必要な酸素量の全て
を工業用酸素として前記酸素吹き込み管を介して炉内に
吹き込むようにしたことを特徴とする請求項(1)に記
載の自熔製錬炉の操業方法。 - (3)前記補助燃料バーナーの下端が前記酸素吹き込み
管の下端と同一レベルになるように構成したことを特徴
とする請求項(1)又は(2)に記載の自熔製錬炉の操
業方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2168845A JPH0747786B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-06-27 | 自熔製錬炉の操業方法 |
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