JPH0539533A - 熔融脱硫炉の操業方法 - Google Patents
熔融脱硫炉の操業方法Info
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- JPH0539533A JPH0539533A JP3219264A JP21926491A JPH0539533A JP H0539533 A JPH0539533 A JP H0539533A JP 3219264 A JP3219264 A JP 3219264A JP 21926491 A JP21926491 A JP 21926491A JP H0539533 A JPH0539533 A JP H0539533A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 硫化亜鉛精鉱を熔融脱硫するに際し、スラグ
への亜鉛の分配率を高くすると共に、スラグの流動性を
維持できる臨界的温度範囲を求める。 【構成】 亜鉛を含有する硫化精鉱を主とする原料と、
フラックスと、要すれば補助燃料とを、工業用酸素、酸
素富化空気、空気の何れか一つと反応させ、酸化亜鉛を
生成し、これをスラグ中に溶解させる熔融脱硫炉の操業
方法において、該炉内スラグの融点をスラグ組成より推
定し、炉底近傍のスラグ温度をこの推定融点以上とし、
かつ表層部のスラグ温度を１３００℃度以下とし、スラ
グへの亜鉛の分配率を上げると共に炉底のビルドアップ
を防止する。
への亜鉛の分配率を高くすると共に、スラグの流動性を
維持できる臨界的温度範囲を求める。 【構成】 亜鉛を含有する硫化精鉱を主とする原料と、
フラックスと、要すれば補助燃料とを、工業用酸素、酸
素富化空気、空気の何れか一つと反応させ、酸化亜鉛を
生成し、これをスラグ中に溶解させる熔融脱硫炉の操業
方法において、該炉内スラグの融点をスラグ組成より推
定し、炉底近傍のスラグ温度をこの推定融点以上とし、
かつ表層部のスラグ温度を１３００℃度以下とし、スラ
グへの亜鉛の分配率を上げると共に炉底のビルドアップ
を防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、亜鉛を主成分とする硫
化精鉱を原料とする熔融脱硫炉の操業方法に関する。
化精鉱を原料とする熔融脱硫炉の操業方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より製練炉の操業において、スラグ
の硫動性を確保することは最重要な管理項目の一つであ
った。近時提案されている鉄−シリケート系スラグに酸
化亜鉛を吸収させることにより効率良く亜鉛製練を行お
うとする熔融脱硫法においてもこの点は同じである。
の硫動性を確保することは最重要な管理項目の一つであ
った。近時提案されている鉄−シリケート系スラグに酸
化亜鉛を吸収させることにより効率良く亜鉛製練を行お
うとする熔融脱硫法においてもこの点は同じである。
【０００３】ところで、硫化亜鉛精鉱を原料として操業
する場合、種々の要因により操業条件がある幅の中で変
動することは良く知られている。このような場合、スラ
グ組成も一定の幅をもつことになり、組成によっては流
動性がなくなり、炉底のビルドアップを生じる等、操業
に支障をきたすが、スラグが固化し操業を停止せざるを
得なくなる恐れがある。これを防止するため、スラグ温
度を比較的高く、すなわち１３００〜１３５０℃に維持
するのが一般的である。
する場合、種々の要因により操業条件がある幅の中で変
動することは良く知られている。このような場合、スラ
グ組成も一定の幅をもつことになり、組成によっては流
動性がなくなり、炉底のビルドアップを生じる等、操業
に支障をきたすが、スラグが固化し操業を停止せざるを
得なくなる恐れがある。これを防止するため、スラグ温
度を比較的高く、すなわち１３００〜１３５０℃に維持
するのが一般的である。
【０００４】スラグ温度を高くすることは、スラグ中へ
の亜鉛の溶解度は温度が高いほど高くなる点からはプラ
ス要因である。
の亜鉛の溶解度は温度が高いほど高くなる点からはプラ
ス要因である。
【０００５】しかし、上記１３００〜１３５０℃という
温度条件では、亜鉛の揮発率が著しく大きくなり、亜鉛
の煙灰への分配率が増加し、その結果、スラグへの亜鉛
の分配率は低いものとならざるを得なかった。
温度条件では、亜鉛の揮発率が著しく大きくなり、亜鉛
の煙灰への分配率が増加し、その結果、スラグへの亜鉛
の分配率は低いものとならざるを得なかった。
【０００６】従って、亜鉛のスラグへの分配率を大きく
するためには、スラグ流動性が得られるかぎり、スラグ
温度を低くすることが不可欠とされていた。しかし、ス
ラグ組成とスラグの融点との関係が確立されておらず、
このためスラグ温度を低くした場合には、いつ炉底付近
のスラグが凝固し、炉底のビルドアップが生じるか全く
予想できない状況であった。
するためには、スラグ流動性が得られるかぎり、スラグ
温度を低くすることが不可欠とされていた。しかし、ス
ラグ組成とスラグの融点との関係が確立されておらず、
このためスラグ温度を低くした場合には、いつ炉底付近
のスラグが凝固し、炉底のビルドアップが生じるか全く
予想できない状況であった。
【０００７】この状況は前記熔融脱硫法においてもまっ
たく同じであり、炉内の炉況に応じ表層、あるいは炉底
近傍のスラグ温度を測定しつつ、スラグ表層部の温度が
１３００〜１３５０℃となるように操業していたので、
スラグへの亜鉛分配率を上げることが難しかった。な
お、安定操業時には、抜出されるスラグの温度と炉内ス
ラグ層表層部の温度との差はなく、炉底近傍のスラグ温
度はこれらの温度より概ね５０℃低い状況である。
たく同じであり、炉内の炉況に応じ表層、あるいは炉底
近傍のスラグ温度を測定しつつ、スラグ表層部の温度が
１３００〜１３５０℃となるように操業していたので、
スラグへの亜鉛分配率を上げることが難しかった。な
お、安定操業時には、抜出されるスラグの温度と炉内ス
ラグ層表層部の温度との差はなく、炉底近傍のスラグ温
度はこれらの温度より概ね５０℃低い状況である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、亜鉛
を主成分とする硫化精鉱を原料とする熔融脱硫炉の操業
方法において、スラグ表層部の温度を１３００℃以下で
操業することを可能にする方法の提供にある。
を主成分とする硫化精鉱を原料とする熔融脱硫炉の操業
方法において、スラグ表層部の温度を１３００℃以下で
操業することを可能にする方法の提供にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の方法は、亜鉛を含有する硫化精鉱を主とする原料
と、フラックスと、工業用酸素、酸素富化空気、空気の
何れか一つとを反応させ、酸化亜鉛を生成し、これをス
ラグ中に溶解させる熔融脱硫炉の操業方法において、該
炉内スラグの融点をスラグより推定し、炉底近傍のスラ
グ温度が、この推定融点以上となり、スラグ表層部の温
度が１３００℃以下となるように操業するものであり、
好ましくは下記の式２に従い炉内スラグの推定融点を求
めるものである。
明の方法は、亜鉛を含有する硫化精鉱を主とする原料
と、フラックスと、工業用酸素、酸素富化空気、空気の
何れか一つとを反応させ、酸化亜鉛を生成し、これをス
ラグ中に溶解させる熔融脱硫炉の操業方法において、該
炉内スラグの融点をスラグより推定し、炉底近傍のスラ
グ温度が、この推定融点以上となり、スラグ表層部の温
度が１３００℃以下となるように操業するものであり、
好ましくは下記の式２に従い炉内スラグの推定融点を求
めるものである。
【００１０】なお、下記の式２を用いるに際しては、予
め既知の組成のスラグを用いてＥの値を求めておくこと
が必要となる。
め既知の組成のスラグを用いてＥの値を求めておくこと
が必要となる。
【００１１】
【式２】 ここで、Ｔは求めるスラグの融点（℃）であり、ＣＦｅ
はスラグ中の鉄品位（％）であり、ＣＳｉＯ2 はスラグ
中のＳｉＯ2 品位（％）であり、ＣＺｎはスラグ中の亜
鉛品位（％）であり、Ｅはスラグの組成により定まる値
（℃）である。
はスラグ中の鉄品位（％）であり、ＣＳｉＯ2 はスラグ
中のＳｉＯ2 品位（％）であり、ＣＺｎはスラグ中の亜
鉛品位（％）であり、Ｅはスラグの組成により定まる値
（℃）である。
【００１２】なお、温度の維持には、必要に応じて重油
等の補助燃料を吹き込んで行う。
等の補助燃料を吹き込んで行う。
【００１３】
【作用】本発明者らは、種々の操業解析より、スラグ組
成と融点との関係に注目することにより前記課題を解決
できることに気付き、以下の検討を行った。
成と融点との関係に注目することにより前記課題を解決
できることに気付き、以下の検討を行った。
【００１４】すなわち、既知の組成のスラグをジルコニ
ア製坩堝に装入し、Ａｒ雰囲気中で１３００℃に２４時
間保持し、次いで、該熔融スラグを水中に投入して急冷
し、試料を得た。引続き、１１５０℃まで温度を１０℃
刻みで変更して同様に試料を作成した。
ア製坩堝に装入し、Ａｒ雰囲気中で１３００℃に２４時
間保持し、次いで、該熔融スラグを水中に投入して急冷
し、試料を得た。引続き、１１５０℃まで温度を１０℃
刻みで変更して同様に試料を作成した。
【００１５】このようにして得られた種々の組成の試料
を研磨し、研磨面を偏光顕微鏡により観察し、各組成に
おいてガラス質のみが存在する最低温度と、ガラス質以
外の析出層が見られる最高温度との平均値を求め、この
平均値を対応する組成のスラグの融点と見なした。次
に、各組成と得られたスラグの融点との関係を詳細に検
討した。
を研磨し、研磨面を偏光顕微鏡により観察し、各組成に
おいてガラス質のみが存在する最低温度と、ガラス質以
外の析出層が見られる最高温度との平均値を求め、この
平均値を対応する組成のスラグの融点と見なした。次
に、各組成と得られたスラグの融点との関係を詳細に検
討した。
【００１６】この結果、組成に固有の定数Ｅを導入する
ことにより融点と組成とのあいだに以下の関係式を得
た。
ことにより融点と組成とのあいだに以下の関係式を得
た。
【００１７】
【式３】 ここで、Ｔは求めるスラグの融点（℃）であり、ＣＦｅ
はスラグ中の鉄品位（％）であり、ＣＳｉＯ2 はスラグ
中のＳｉＯ2 品位（％）であり、ＣＺｎはスラグ中の亜
鉛品位（％）であり、Ｅはスラグの組成により定まる値
（℃）である。
はスラグ中の鉄品位（％）であり、ＣＳｉＯ2 はスラグ
中のＳｉＯ2 品位（％）であり、ＣＺｎはスラグ中の亜
鉛品位（％）であり、Ｅはスラグの組成により定まる値
（℃）である。
【００１８】なお、Ｅの値は、ＳｉＯ2 、亜鉛以外の成
分、特にＣａＯやＡｌ2 Ｏ3 の品位に特有の値であるた
め、予め組成との関係で求めておくことが必要となる。
例えば、ＣａＯ＝０％、Ａｌ2 Ｏ3 ＝０％の場合には、
Ｅは−２７３℃であり、ＣａＯ＝５％、Ａｌ2 Ｏ3 ＝６
％の場合には、Ｅは−３４３℃であり、通常の操業にお
いては、−２７３℃〜−４７３℃の間の値をとる。
分、特にＣａＯやＡｌ2 Ｏ3 の品位に特有の値であるた
め、予め組成との関係で求めておくことが必要となる。
例えば、ＣａＯ＝０％、Ａｌ2 Ｏ3 ＝０％の場合には、
Ｅは−２７３℃であり、ＣａＯ＝５％、Ａｌ2 Ｏ3 ＝６
％の場合には、Ｅは−３４３℃であり、通常の操業にお
いては、−２７３℃〜−４７３℃の間の値をとる。
【００１９】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに説明す
る。
る。
【００２０】［比較例１］図１に示す試験用熔融炉は、
高さ２．８ｍ、内径１．５ｍの反応塔１０と、長さ５．
２５ｍ、内径１．５ｍのセトラー２０を有し、該セトラ
ー２０の一端が反応塔１０に結合され、他端が排煙道２
２に結合されている。側壁に酸素・燃料バーナー２４を
設けてあり、ランス１６には原料・フラックス混合器１
８が接続されている。反応塔１０の上部に直径２．５ｃ
ｍの吹込みランス１６を垂設し、該ランス１６よりＺｎ
＝５１．３％、Ｐｂ＝１．４％、Ｓ＝３０．２％、Ｆｅ
＝１１．０％、ＣａＯ＝０．３％、ＳｉＯ2 ＝１．９％
の亜鉛精鉱と、Ｚｎ＝１．７％、Ｐｂ＝０．４％、Ｓ＝
０．９％、Ｆｅ＝３６．５％、ＣａＯ＝１．０％、Ｓｉ
Ｏ2 ＝２６．０％のフラックス（１）と、Ｆｅ＝１．２
％、ＣａＯ＝１．５％、ＳｉＯ2 ＝９１．７％のフラッ
クス（２）と、ＣａＣＯ3 ＝１００％のフラックス
（３）とを７０％の酸素富化空気と共に、炉内に予め装
入しておいた熔融スラグ中に吹込み、スラグ温度が１３
２０℃、Ｆｅ／ＳｉＯ2 が０．９、Ｚｎ品位が２０％と
なるように２日間の操業を行った。得られたスラグの流
動性は良好であり、炉内で固化するようなことは１度も
なかった。しかし、亜鉛のスラグへの分配率は低く、全
装入亜鉛量の３５％が煙灰に分配された。
高さ２．８ｍ、内径１．５ｍの反応塔１０と、長さ５．
２５ｍ、内径１．５ｍのセトラー２０を有し、該セトラ
ー２０の一端が反応塔１０に結合され、他端が排煙道２
２に結合されている。側壁に酸素・燃料バーナー２４を
設けてあり、ランス１６には原料・フラックス混合器１
８が接続されている。反応塔１０の上部に直径２．５ｃ
ｍの吹込みランス１６を垂設し、該ランス１６よりＺｎ
＝５１．３％、Ｐｂ＝１．４％、Ｓ＝３０．２％、Ｆｅ
＝１１．０％、ＣａＯ＝０．３％、ＳｉＯ2 ＝１．９％
の亜鉛精鉱と、Ｚｎ＝１．７％、Ｐｂ＝０．４％、Ｓ＝
０．９％、Ｆｅ＝３６．５％、ＣａＯ＝１．０％、Ｓｉ
Ｏ2 ＝２６．０％のフラックス（１）と、Ｆｅ＝１．２
％、ＣａＯ＝１．５％、ＳｉＯ2 ＝９１．７％のフラッ
クス（２）と、ＣａＣＯ3 ＝１００％のフラックス
（３）とを７０％の酸素富化空気と共に、炉内に予め装
入しておいた熔融スラグ中に吹込み、スラグ温度が１３
２０℃、Ｆｅ／ＳｉＯ2 が０．９、Ｚｎ品位が２０％と
なるように２日間の操業を行った。得られたスラグの流
動性は良好であり、炉内で固化するようなことは１度も
なかった。しかし、亜鉛のスラグへの分配率は低く、全
装入亜鉛量の３５％が煙灰に分配された。
【００２１】［実施例１］比較例１と同様にして操業す
るに際し、このスラグ組成に対応するＥの値−３４３を
用いて、式３に従いスラグの融点Ｔを求めた。その結
果、Ｔは１１６３℃となったので、炉底近傍のスラグの
温度がこの融点以上となるように、抜出しスラグ温度を
１２２０℃とし、さらに２日間の操業を続けた。この結
果、スラグの流動性は多少悪化したものの、スラグの凝
固による炉底のビルドアップは起きなかった。そして、
煙灰として飛散する亜鉛量を３５％から２０％に低減す
ることができた。なお、操業期間中の炉内スラグ表層部
の温度は抜出しスラグ温度とほぼ同じであった。
るに際し、このスラグ組成に対応するＥの値−３４３を
用いて、式３に従いスラグの融点Ｔを求めた。その結
果、Ｔは１１６３℃となったので、炉底近傍のスラグの
温度がこの融点以上となるように、抜出しスラグ温度を
１２２０℃とし、さらに２日間の操業を続けた。この結
果、スラグの流動性は多少悪化したものの、スラグの凝
固による炉底のビルドアップは起きなかった。そして、
煙灰として飛散する亜鉛量を３５％から２０％に低減す
ることができた。なお、操業期間中の炉内スラグ表層部
の温度は抜出しスラグ温度とほぼ同じであった。
【００２２】［実施例２］比較例１と同様に操業するに
際し、フラックス（２）の切出し比率を減少させて、ス
ラグの温度を１２２０℃に維持したままＦｅ／ＳｉＯ2
を１．４まで上昇させた。操業変更後、約３時間でスラ
グの固化による炉底の上昇が始り、一日後に５０ｍｍ上
昇していた。そこで、このスラグ組成に対応するＥの値
−３４３を用いて式３によりスラグの融点を求めた。そ
の結果、スラグの融点は１１９０℃であり、推定炉底近
傍温度１１７０℃よりも高くなっていることがわかっ
た。なお、この操業条件での亜鉛の煙灰への分配率は２
２％であった。
際し、フラックス（２）の切出し比率を減少させて、ス
ラグの温度を１２２０℃に維持したままＦｅ／ＳｉＯ2
を１．４まで上昇させた。操業変更後、約３時間でスラ
グの固化による炉底の上昇が始り、一日後に５０ｍｍ上
昇していた。そこで、このスラグ組成に対応するＥの値
−３４３を用いて式３によりスラグの融点を求めた。そ
の結果、スラグの融点は１１９０℃であり、推定炉底近
傍温度１１７０℃よりも高くなっていることがわかっ
た。なお、この操業条件での亜鉛の煙灰への分配率は２
２％であった。
【００２３】この結果に基づき、抜き出しスラグ温度を
１２５０℃に上昇させたところ、炉底の上昇は停止し
た。この条件でさらに２日間の操業を続けたところ、亜
鉛の煙灰への分配率は２５％に上昇したものの、それ以
上の炉底の上昇は見られなかった。なお、この操業条件
では上昇した炉底はそのままであり、操業開始時の状態
に復帰させることはできなかった。
１２５０℃に上昇させたところ、炉底の上昇は停止し
た。この条件でさらに２日間の操業を続けたところ、亜
鉛の煙灰への分配率は２５％に上昇したものの、それ以
上の炉底の上昇は見られなかった。なお、この操業条件
では上昇した炉底はそのままであり、操業開始時の状態
に復帰させることはできなかった。
【００２４】
【発明の効果】本発明の方法によれば、炉底のビルドア
ップを防止しつつ、抜出しスラグ温度を１３００℃以下
とすることができ、その結果、亜鉛のスラグへの分配率
を上昇させることができ、スラグより還元揮発等により
亜鉛を回収する際の実収率の向上をもたらす。
ップを防止しつつ、抜出しスラグ温度を１３００℃以下
とすることができ、その結果、亜鉛のスラグへの分配率
を上昇させることができ、スラグより還元揮発等により
亜鉛を回収する際の実収率の向上をもたらす。
【図１】本発明の実施例に使用した熔融炉の断面略図で
ある。
ある。
１０ 反応塔 １６ ランス １８ 原料・フラックス混合器 ２０ セトラー ２２ 排煙道 ２４ 酸素・燃料バーナー
Claims (2)
- 【請求項１】 亜鉛を含有する硫化精鉱を主とする原料
と、フラックスと、工業用酸素、酸素富化空気、空気の
何れか一つとを反応させ、酸化亜鉛を生成し、これをス
ラグ中に溶解させる熔融脱硫炉の操業方法において、該
炉内スラグの融点をスラグ組成より推定し、炉底近傍の
スラグ温度をこの推定融点以上とし、かつ表層部のスラ
グ温度を１３００℃度以下とすることを特徴とする熔融
脱硫炉の操業方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法において、炉内スラ
グの融点を下記式１に従い求め、式１のＥの値を予め既
知の組成のスラグを用いて求めることを特徴とする熔融
脱硫炉の操業方法。 【式１】 ここで、 Ｔは求めるスラグの融点（℃）であり、 ＣＦｅはスラグ中の鉄品位（％）であり、 ＣＳｉＯ2 はスラグ中のＳｉＯ2 品位（％）であり、 ＣＺｎはスラグ中の亜鉛品位（％）であり、 Ｅはスラグの組成により定まる値（℃）である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21926491A JP2861517B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 熔融脱硫炉の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21926491A JP2861517B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 熔融脱硫炉の操業方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0539533A true JPH0539533A (ja) | 1993-02-19 |
| JP2861517B2 JP2861517B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=16732805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21926491A Expired - Fee Related JP2861517B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 熔融脱硫炉の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2861517B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100893189B1 (ko) * | 2007-08-28 | 2009-04-16 | 이순환 | 탈부착형 이동식 들것 |
| JP2018511023A (ja) * | 2015-04-10 | 2018-04-19 | オウトテック （フィンランド） オサケ ユキチュアＯｕｔｏｔｅｃ （Ｆｉｎｌａｎｄ） Ｏｙ | 冶金炉の運転方法および装置 |
-
1991
- 1991-08-06 JP JP21926491A patent/JP2861517B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100893189B1 (ko) * | 2007-08-28 | 2009-04-16 | 이순환 | 탈부착형 이동식 들것 |
| JP2018511023A (ja) * | 2015-04-10 | 2018-04-19 | オウトテック （フィンランド） オサケ ユキチュアＯｕｔｏｔｅｃ （Ｆｉｎｌａｎｄ） Ｏｙ | 冶金炉の運転方法および装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2861517B2 (ja) | 1999-02-24 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |