JPH0578759A - スラグ中の非鉄金属酸化物の還元方法 - Google Patents

スラグ中の非鉄金属酸化物の還元方法

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JPH0578759A
JPH0578759A JP7334692A JP7334692A JPH0578759A JP H0578759 A JPH0578759 A JP H0578759A JP 7334692 A JP7334692 A JP 7334692A JP 7334692 A JP7334692 A JP 7334692A JP H0578759 A JPH0578759 A JP H0578759A
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reducing
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ルツツ・ダイニンガー
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Abstract

(57)【要約】 【目的】非鉄金属液状層内に炭素含有還元剤と酸素含有
気体とをノズルを通して吹き込むことによって、上記非
鉄金属液状層上に存在し且つ上記非鉄金属の酸化物を含
む液状スラグ又は熔融塩を還元する方法において、上記
非鉄金属の酸化物を大幅に技術的に単純且つ経済的に還
元する方法を提供する。 【構成】上記非鉄金属層の厚みを調節することによっ
て、上記還元剤がスラグ層内へ吹き込まれる以前におい
て、上記還元剤のＣＯ及び場合によってはＨ2への転換
率が上記金属層内において少なくとも５０％に達するよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非鉄金属液状層内に炭
素含有還元剤と酸素含有気体とをノズルを通して吹き込
むことによって、上記非鉄金属液状層上に存在し且つ上
記非鉄金属の酸化物を含む液状スラグ又は熔融塩を還元
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの非鉄製錬の乾式冶金プロセスにお
いてスラグが発生するが、上記スラグには尚かなりの量
の非鉄金属酸化物が含まれている。上記非鉄金属を回収
するためには、上記スラグ中の上記非鉄金属酸化物を還
元しなければならない。上記還元は還元性物質を上記ス
ラグ層中に導入して行う。還元された非鉄金属は液状で
生成して沈降するか又は気化する。還元剤とし固形状、
気体状又は液状の炭素含有物質を酸素含有気体と共にノ
ズル又はランスを通してスラグ層内に吹き込む。固形状
還元剤としては石炭又はコークスがあり、気体状還元剤
としては主として天然ガスが使用され、液状還元剤とし
ては主として軽質暖房用石油が使用される。これらの還
元剤は酸素と反応してＣＯとＨ2 とに転換され、上記還
元を行う。
【０００３】米国特許第４２６６９７１号及び第４８９
５５９５号明細書には、縦長水平反応器内において硫化
鉱から鉛の直接的製錬を行う所謂ＱＳＬプロセスが開示
されている。この方法によると、酸化性領域内において
金属鉛とＰｂＯ富化スラグとが生成する。還元性領域に
おいては、底部ノズルを通して固形状、気体状又は液状
の還元剤と酸素含有気体とがスラグ層内に吹き込まれ
る。その際に生成する二次生成鉛は直ちに上記還元性領
域に流れ込んで一次生成鉛と合体する。
【０００４】米国特許第３６６３２０７号明細書には、
縦長水平反応器においてＺｎＯ富化スラグがスラグ領域
へ流れ込む直接的鉛製錬プロセスが開示されている。こ
のスラグ領域では側方向に配置されたノズルを通して天
然ガス又は微粉炭が還元剤として上記スラグ内に吹き込
まれることにより、ＺｎＯと残留ＰｂＯとが還元され気
化する。
【０００５】米国特許第４７４１７７０号明細書には、
主成分としての亜鉛並びに副成分として鉛及び銅を含む
硫化物精鉱の処理方法が開示されている。酸化性領域内
では硫化銅富化カワ（マット）が保持され、装入された
上記精鉱は酸素の吹き込みによりＺｎＯとＰｂＯとを含
むスラグに転換される。還元性領域においてこのスラグ
に側方向ノズルを通して石炭と酸素とを吹き込むと、亜
鉛と鉛とが気化する。
【０００６】米国特許第４３６２５６１号明細書には、
硫化物素材を熔融サイクロン内において熔融した後、縦
長水平反応器の酸化性領域内の浴内へ移送し、次いで還
元性領域で例えばプロパンと酸素とを用いた還元性気体
をランスを通してスラグ内に吹き込む方法が開示されて
いる。
【０００７】米国特許第３８３２１６３号明細書には、
縦長水平反応器の酸化性領域内の熔融浴内に硫化銅鉱石
を装入し、この浴に空気を吹き込んで熔融し、他方では
還元性領域において側方向に配置されたノズル、又はラ
ンスを通してスラグ内に還元性気体を吹き込む方法が開
示されている。
【０００８】米国特許第３８９２５５９号明細書には、
縦長水平反応器において側方向ノズルを通して含銅亜鉛
鉱石、石炭及び空気をスラグ浴内へと吹き込んで生成す
る液状銅カワを湯口から流し出すと共に亜鉛を気化させ
る方法が開示されている。
【０００９】米国特許第３７２３０９６号明細書には、
縦長水平反応器において含鉄非鉄金属酸化物素材を酸化
性条件下で融解し、還元性領域内で水素又は石炭のよう
な還元剤をスラグ浴へ吹き込こんで非鉄金属を還元する
方法が開示されている。
【００１０】上述の全方法において還元剤は酸素含有気
体と共にスラグ層内に直接吹き込まれるか、又は反応器
底部において出来る限り薄層状態に保持された金属層を
通してスラグ層内に吹き込まれる。しかしながら多くの
場合スラグ内の還元剤の還元作用は不満足であり、従っ
て過剰の還元剤が必要となるが、そうなるとまた操業上
の困難が起こり得る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
み、液状スラグ又は熔融塩に含まれる非鉄金属の酸化物
を大幅に技術的に単純且つ経済的に還元する方法を提供
するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】非鉄金属液状層内に炭素
含有還元剤と酸素含有気体とをノズルを通して吹き込む
ことによって、上記非鉄金属液状層上に存在し且つ上記
非鉄金属の酸化物を含む液状スラグ又は熔融塩を還元す
る方法において、上記非鉄金属層の厚みを調節すること
によって、上記還元剤がスラグ層内へ吹き込まれる以前
において、上記還元剤のＣＯ及び場合によってはＨ2 へ
の転換率が上記金属層内において少なくとも５０％に達
するように、スラグ中の非鉄金属酸化物の還元方法を構
成した。
【００１３】炭素含有還元剤としては微粉炭又は微粉コ
ークス、例えば特に天然ガスのような気体状炭化水素及
び例えば特に軽質暖房用石油のような液状炭化水素が使
用できる。これらの混合物もまた使用可能である。
【００１４】酸素含有気体としては酸素、酸素富化空気
又は空気が使用できる。上記酸素含有気体中へ導入され
る酸素量は、上記還元剤の上記金属層内におけるＣＯ及
び場合によってはＨ2 への転換率が希望値になるように
量定する。Ｈ2 の生成は炭化水素類の使用の際か、或は
石炭中に含まれる揮発性成分の分解によって起こる。
【００１５】上記金属層内への上記吹き込みは、底吹き
ノズル、側方向配置ノズル、又は上方向からスラグ層を
貫通するランスを通して行うことができる。本発明の方
法に使用される反応容器の形状は全く任意であってよ
い。しかし上記反応容器は、上記吹き込みの中止の際に
おいて上記ノズルを上記浴から回しながら取り出せるよ
うに設計されるべきである。例えば上記ノズルが上記熔
融体から取り出されるまで長軸を軸として回転する縦長
水平反応器又は円筒形回転炉がこれに相当する。
【００１６】上記金属層内において上記還元剤の望まし
い転換率を得るために必要な上記金属層の厚みは、上記
還元剤と上記酸素含有気体との種類と、上記金属層の金
属種と、上記金属層の温度と、上記吹き込み気流の強さ
及びその速度とに依存する。しかし上記必要厚みは個々
の操業実際例について比較的簡単に経験的に決定するこ
とができる。
【００１７】ノズル吹き込み口を高温燃焼損耗から保護
するために、多径路ノズルでは外被内気流として保護気
流を吹き付けることができる。同時に上記転換により生
成したＣＯ及びＨ2 を含む還元性気体は上記金属層内に
おいて強力に加熱され、相応する高温度で上記スラグ内
に流入するので、非常に良好な還元条件が整えられる。
同様の理由によりまた、上記転換が不完全な場合には上
記スラグ層内において新たなＣＯ及びＨ2 への転換が促
進される。
【００１８】炭素含有還元剤の気化又は転換は、基本的
に凡ての非鉄金属熔融体において可能である。従って本
発明の方法は、炭素熱的(karbothermisch)に生成される
凡ての非鉄金属に適用できる。本発明の方法はまた熔融
塩電解プロセスにも適用可能であるが、その際に条件と
なるのは酸素が電気化学的に析出することである。
【００１９】上記熔融金属層は主金属のほかに他の非鉄
金属類及び不純物を含むことがある。上記金属層の温度
はできるだけ高いのが良く約６５０℃以上であるのが良
い。上記金属層の温度は主としてその上に存在するスラ
グ層の温度によって決定されるので、従って上記スラグ
層の温度はより高いのが普通である。
【００２０】上記還元剤の上記転換率は少なくとも８０
％、好ましくは９０％以上であるのが良い。上記金属層
内において上記転換率がこのような値を有すると、比較
的少ない還元剤過剰量によっても非常に良好な還元作用
がスラグ内において得られる。上記スラグから流れ出す
気体中の残留可燃成分は一般に反応容器の自由空間内に
おいて燃焼させ、上記スラグ層の加熱に利用することが
できる。
【００２１】上記金属層内において上記還元剤の一部を
ＣＯ2 及び場合によってＨ2 Ｏへと燃焼させる際に発生
する熱量によって、上記還元剤の吹き込みにより上記金
属層内で消費される熱量をほぼ補償できる。こうして上
記吹き込み箇所における上記金属層の冷却は簡単に回避
できる。
【００２２】還元剤としてメタンを吹き込むに際して、
メタンのクラッキングを促進するために酸素及び／又は
水蒸気を添加する。これにより高速且つ良好な転換が達
成される。
【００２３】ＱＳＬ反応器の還元性領域において底吹き
ノズル上の熔融鉛層の厚みは少なくとも４ｃｍ、好まし
くは１０ｃｍ以上であるのが良い。ＱＳＬプロセスで
は、上記還元性領域において生成する二次生成鉛は直ち
に酸化性領域へ向かって流れる。上記還元性領域におい
て希望する層厚みを保持するためには、反応器を水平に
設置すると共に上記酸化性領域内の熔融鉛浴の厚みを調
節する。これによって上記還元性領域内において常に希
望する熔融鉛層の厚みが保たれる。また上記還元性領域
内の底部に量液ダムを設置して希望する鉛層の厚みが保
たれるように熔融鉛をせき止めることも可能である。上
記厚みは上記還元性領域において非常に良好な操業条件
を提供する。
【００２４】上記熔融金属は比較的高い熱伝導性と高い
熱侵入能(Waermeeindringvermoegen) とを持つので、も
し固形状、液状及び気体状の炭素含有物質が上記金属熔
融体内に吹き込まれると、上記還元性気体が瞬時に発生
するのが本発明の主要な利点である。また上記還元性気
体は既に熔融浴温度に昇温された後に上記スラグ内に吹
き込まれるので、非常に良好な還元性条件が得られる。
これはまた上記還元性気体の効果的利用にも通ずる。
【００２５】
【発明の効果】本発明は上述のような構成であるから、
液状スラグ又は熔融塩に含まれる非鉄金属の酸化物を大
幅に技術的に単純且つ経済的に還元することができる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】非鉄金属液状層内に炭素含有還元剤と酸素
    含有気体とをノズルを通して吹き込むことによって、上
    記非鉄金属液状層上に存在し且つ上記非鉄金属の酸化物
    を含む液状スラグ又は熔融塩を還元する方法において、 上記還元剤がスラグ層内へ吹き込まれる以前において、
    上記還元剤のＣＯ及び場合によってはＨ2 への転換率が
    上記金属層内において少なくとも５０％に達するように
    上記非鉄金属層の厚みを調節することを特徴とするスラ
    グ中の非鉄金属酸化物の還元方法。
  2. 【請求項２】上記還元剤の上記転換率が少なくとも８０
    ％、好ましくは９０％以上である請求項１の還元方法。
  3. 【請求項３】上記金属層内において上記還元剤の一部を
    ＣＯ2 及び場合によってＨ2 Ｏへと燃焼させる際に発生
    する熱量によって、上記還元剤の吹き込みにより上記金
    属層内で消費される熱量をほぼ補償する請求項１又は２
    の還元方法。
  4. 【請求項４】還元剤としてメタンを吹き込むに際して、
    メタンのクラッキングを促進するために酸素及び／又は
    水蒸気を添加する請求項１〜３の何れか１項の還元方
    法。
  5. 【請求項５】ＱＳＬ反応器の還元性領域において底吹き
    ノズル上の熔融鉛層の厚みが少なくとも４ｃｍ、好まし
    くは１０ｃｍ以上ある請求項１〜４の何れか１項の還元
    方法。
JP7334692A 1991-03-16 1992-02-25 スラグ中の非鉄金属酸化物の還元方法 Pending JPH0578759A (ja)

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AT (1) ATE140038T1 (ja)
AU (1) AU644048B2 (ja)
BR (1) BR9200823A (ja)
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DK (1) DK0508501T3 (ja)
ES (1) ES2089359T3 (ja)
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