JPS62130230A - 微細物質の乾式冶金処理方法およびその装置 - 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】 本発明は、微細鉱石、精鉱、残渣、マット、スラグおよ
び類似物の乾式冶金処理、さらに詳しくはそのような処
理に使用ｆる方法および装置に関する。

たとえば鉱石の形で自然にそしてスラグおよび残渣の形
で人工的に得られる物質からの元素金属の抽出は、常に
増大ｆ６エネルギーコストおよび環境に対ｆる関心の高
まりによって、劇的に変化しつつある。そのような抽出
プロセスの化学は古（からのものであってよく知られて
いる；根本的には１問題は１元素金属をこれと結合する
他の化学元素または化合物、たとえば酸素（酸化物）お
よび硫黄（硫化物）、から分離でろことである。

伝統的な解決法は、抽出を行なうのに必要とされるどの
ような形および量ででもエネルギーを適用ｆることであ
り、そのような抽出プロセスで生成される副生生物の性
質またはそれらの環境への影響に関してはあまり関尼・
がなかった。このアプローチはた）′済的、環境的また
は法律的観点がらもはやｏ’ｔ“容されない。金属抽出
プロセスにおけろ新しい重点は従って、資本の最小化、
エネルギー利用。

生成物の収率および副生成物の回収に集中し、そして特
に固体、溶融および気体副生成物そして流出流のコント
ロールも含まれる。

先の問題の顕著な例は亜鉛の生成である。元素状の亜鉛
は天然に生じろことは知１ｑｔｌでお島ず。

従って、亜鉛を含む物質から選択プロセスによって抽出
しなけれはならない。商業的に用いらハてきたあるいは
現在用いられているこれらの方法はｆａｔ水平式レトル
ト、　ｆｂｌ直立式レトルト、　＋Ｃ１’４熱式。

（ｄｌ溶鉱炉および（ｅｅ＋電解式知分類しうる。

一般に、熱による方法、たとえは上記（ａｌ〜＋ｄ＋は
。

亜鉛を含む物質から亜鉛を抽出てるだめの炭素熱（ｃａ
ｒｂｏｔｈｅｒｍｉｅ　）還元の原理に基づいている。

−酸化炭素ガス（ｃｏ）または固体炭素はこれらの方法
における主な還元剤であるが、酸化亜鉛は通常、９０７
℃（１６６４，６＝Ｆ）である元素亜鉛の沸点のずつと
上の温度のみで、亜鉛金属に還元１−ろことかできる。

このような温度の達成および維持に大量のエネルギーが
費やされる。

これまでの熱による方法には以下のようないくつかの欠
点：炉で耐えろ硬くて凝集した供給材料を製造でる必要
があること；通常一つの非常に大きなあるいは多数の小
さな反応装置中で長い滞留時間を必要として１反応器度
が遅いこと；ある場合には装入物を間接的に加熱するた
め、多量で高価な形のエネルギー、たとえば塊コークス
、木炭。

電気および天然ガス、を使用すること；そして単位生成
物当りの資金および運転コストが高いことがあり、従っ
て経済的に行なうには、比較的大きな設備能力が必要で
ある。同様に、電解法は、たいていの熱による方法より
も技術的により進歩しているが、まだ資金、エネルギー
および運転コストが高いという悩みがある。

近年、これまでの熱溶融に固有の欠点を解消することに
多くの努力が世界的に向けられてきた。

これらの努力の結果、金属有価物を微細鉱石、精鉱、焼
成物およびスラグから１反応器型の容器中でのフラッシ
ュ溶融によって回収−ｔ″ろいくつかの方法が生れた。

フラッシュ溶融は、金属を含む供給材料の予備凝集を必
要とせず；処ｊＪＪ　量が大容量であり（または短い滞
留時間であり）；安価な形の熱エネルギー、たとえは微
細コークス、石炭、木炭および廃棄カーボンおよび／ま
たは硫化物訟料、を使用することができ；容易にオート
メ化イることができ；そして時々酸素の吹込みができ。

排ガス取扱い容積および問題が減少でろ。従ってこの方
法は一般に、これまでの方法よりも、エネルギー利用が
丁ぐれており、そして運転コストが低い。さらに、この
ような反応器は一般に、同容量の従来の炉の設備よりも
、必要な資金は少なく。

装置の大きさはずっと小さい。

金運べている方法の例としては、　Ｄ　ｅｒｈａｍの米
国特許第３，２７１，１５４号（亜鉛焼成物）；Ｂ　ｌ
ａｓｋｏｗｋ　ｉ　　の米国特許第３．６［］７，２２
４号（鉄鉱石）；“鉛精鉱のフラッシュ溶融”、　Ｂｒ
ｙｋ他。

Ｊ　、　ｏｆ　Ｍｅｔａｌｓ、　１９６６年１２月、１
２９８〜１ろ４（１２頁；・不純な銅精鉱のＫＩＶｃＥ
Ｔサイクロン溶融法”　、　Ｍｅｌｃｈｅｒ他、Ｊ　、
　ｏｆ　Ｍｅｔａｌｓ　、　１９７６年７月、４〜８頁
；“微細酸化鉄および精鉱の溶融還元のためのポライブ
７　ＴＮＲＥＤ法”　、　Ｅｌｖａｎｄｅｒ他、　’ｒ
ｈｉｒａ　Ｔｎｔ、　Ｉｒｏｎ　＆　５ｔｅｅｌ　Ｃｏ
ｎｇ、　Ｐｒｏｃ、、１９７８年４月、ノカゴ、ＩＬ、
１９５〜２００頁；および“ＫＬＲＫＤ法の化学パ（鉄
鉱石）、Ｂ　ｅｎｇｔｓｓｏｎ他、Ｉ＆ＳＭ、１９６１
年１０月、５０〜３４頁を参照。これらの方法は様々な
程度で成功したが、いすわもｆａｔそれらの実施に必要
な関連装置が複雑で高価であること、（ｂ）様々な供給
材料の処理が不可能であることおよび／または［Ｃｌプ
ロセスパラメーターの調整および安定化が難しいこと、
によって持たらされる限界があると考えられろ。いくつ
かの方法は商業的には決して実現しないものである。一
般に、たいていの商業的フラツノユ溶融装置は硫化物供
給材料の一工程酸化に限定され、−芳醇化物供給材料の
他の方法は二つ以１の工程または反応器を含む。

本発明は現在のフラッシュ溶融法に固有の欠点のいくつ
かに取組むものである。

本発明は、金属有価物を鉱物および他の錯体がら、多段
階を有する単−反応器中で抽出ｆるための、乾式冶金処
理法を提供でることによって、エネルギー効率および環
境コントロールに対でる今日の要求を満たでものである
。本発明はさらに、従来の方法より、成分をより完全に
反応させ、そしてより好ましい生成物をより低い単位エ
ネルキーコストで得るものである。

従って本発明は１反応器内の操作の調整の一層の強化、
燃料のより効率的な使用、そして組成および収率の両方
の観点からのより好ましい最終生成物、を可能にでるこ
とによって、従来の懸濁型フラッシュ溶融反応器法に関
１”る欠点を解消ｆろ；さらにまた、本発明の反応器は
公知の反応器よりももつとコンパクトな大きさでありそ
して比較的簡単な構造であるので、より安価である。

広義には、本発明の方法は以下の工程：第一の垂直に伸
びて（・ろチャンバーへ熱燃料に富む反応ガスを供給し
；熱ガスをダンプフローによって第二の垂直に伸びてい
るチャンバーへ送り；第二のチャンバーへ処理する微細
物質を入れ；そして微細物質を上記の熱燃料に富む反応
ガスと反応させ７−、％ よりなるものである。好ましくは、熱燃料に富む反応ガ
スは、第一チャンバー内で燃料含有物質。

たとえば微細石炭またはコークス、および酸化物質、た
とえは酸素、空気または酸素に富む空気。

の反応混合物を形成し、そし℃この混合物を第一チャン
バー内で燃料に富む条件下で実質的に反応させることに
よって得ろ。

本発明の方法は、第一チャンバー内における気体の動力
学的に安定な反応帯域および第二チャンバー内におけろ
気体の動力学的に安定な反応帯域の確立を必要とイろ。

第一チャンバーでは１組合さった渦作用とダンピング作
用によって安定化が達成されろ。このダンピング作用は
１反応器合物が急に増大した流路部分を通って下方向へ
移動才ろ（でつれ１反応器合物が突然膨張することによ
って引起される“環状渦”安定化流の発生として考えら
れろ。この意味において、プロセス反応器の第一チャン
バーは、実際問題として、二つのチャンバーに細分化さ
れ、それらの最低部のものは、反応体混合作用を行なう
上の通路よりも大きな流路部分を有ｆろ。その後１反応
器合物がより大きな流路に進むにつれてダンピング作用
が生じる。

第二の気体が動力学的に安定な反応帯域は、ダンプフロ
ー中の燃料に富む反応混合物を下方向へ第二チャンバー
に進めろことによって、第二チャンバー内に生じろ。こ
の第二チャンバーは上の通路よりもまだ大きい流路部分
を有ｆろ。本明細書において、＠燃焼”という言葉は、
固体、液体または気体生成物および熱を生じろ燃料と酸
素含有ガスとの間の（ｊ学反応を意味する、 本発明はさらに、上記の乾式冶金法を行なうための装置
を提供するものである。装置は。

第一および第二段階を連続して有１″ろ乎直な反応器、
第一段階は供給材料なダンプ区分へ供給てろ反応体混合
および点火区分を有し、ダンプ区分からの生成物は別の
ダンプ区分を通して第三段階へ送る； 処理した材料の生成物を有でる第二段階；第一段階でそ
の後の反応のための熱反応体混合物を製造するために、
第一段階へ燃料含有物質および酸化物質を導入するため
の、第一段階につながった手段；および 第二段階の生成物から出る所望の処理された材料を得る
ために、上記熱反応体混合物との反応によって処理する
材料を第二段階へ導入するための。

第二段階につながった手段。

よりなる。

明らかなように１本発明の方法は化学的に酸化するまた
は還元ｆるいずれかの雰囲気下での物質の処理を含むも
のである。たとえば精鉱のような金属を含有でる硫化物
供給材料は、一般に酸化でろ雰囲気中で反応させて、い
くらかのまたは全ての硫黄および不所望な不純物を除去
し、熱を発生させ、そして有用な金属を含むマット、ス
ラグまたは元素金属のような品質が改善された溶融また
は固体生５５：物を得ろことができろ。スラグ、焼成物
および残渣のような金属を金材する酸化物供給材料の処
理は、一般に還元する雰囲気中で行なう。

この後者の例では、炭質燃料中に見られる炭素および水
素化合物は一部酸化されて、ＣＯ２，Ｈ２Ｏ、熱および
他の少量の化合物の他に、気体還元体として一酸化炭素
および水素を生じる。供給材料中に含まれる金属酸化物
は次に、脈石および不所望な不純物からその後回収およ
び分離するために蒸気または溶融形態の元素金、属に還
元されて、画線金属マットまたは元素金属となる。ある
いは１元素金属蒸気はその後空気または酸素と反応して
、濃縮金属酸化物となる。″酸化雰囲気″および“還元
雰囲気”という言葉は熱化学の分野で周知である。反応
器内の条件のコントロールは１本発明の操作を適切に行
なうために考に丁べき重要な事項であり、よく知Ｉ−１
ねた熱化学の原理に従って固体および気体供給物質を正
確に計量しそして釣合わせる必要がある。

本発明の詳細および利点は、添付の図面を参照した、本
発明の好ましい具体例の以下の詳細な記載から明らかに
なるであろう。

第１図は本発明の方法を用いて冶金供給材料を処理し、
溶融および気体生成物を得ろ際の工程を示す、−膜化し
たフローチャートである。

第２図は１本発明の反応器を図解し、反応器への材料の
供給を示すプロセスフローである。

第５図は１本発明に従って組立てた反応器の部分的に切
断した立面図である。

第４図は１本発明のプロセスにおいて作用していると考
えられる気体動力学を説明でる略図である。

図面を通して同じ参照番号を使用しており、これらは同
じまたは類似部分を示す。

第１図では１０本発明で用いる処理工程を一般名で示す
。燃料含有物質源および酸化ガス源を、一般に参照番号
１０で示さねろ垂直に配置した二段式反応器へ頂部にお
いて供給する。本方法で処理でる冶金供給材料の性質に
よって、燃料含有物質は固体炭質材料、たとえば微細石
炭またはコークス；気体または液体炭化水素、たとえば
天然ガス；または硫黄含有材料、たとえは金属懺化物ま
たはコンセントレート、にしうる。燃料含有ｙｌＪ質の
性質は冶金処理の対象並びに反応器の熱バランスによっ
て変わる；同様に反応器１ｏへ供給する酸化物質は、ま
た所望の還元または酸化条件および処理工程全体の冶金
対象によって、純粋な酸素、酸素に富んだ空気、普通の
空気、または他の相当てる酸化物質である。燃料含有物
質およびし化物質を導入でる目的は、この混合物を反応
器１ｏの上部段階で調整可能な状態で形成しそして一部
反応させて１反応器１０の低部段階でさらに冶金供給材
料と反応させろための熱燃料に富んだ反応混合物を得る
ことである。

本発明の方法で処理される冶金供給材料の性質は様々な
ものでよい。そのような材料の例は金属酸化物および値
化物であり、とわらの材料は微細鉱石、スラグ、残渣、
精鉱等の形でよし・。処理されろ材料の具体的な例はフ
ァネススラグであり。

回収可能な金属として亜鉛を主に含有でる金属酸化物供
給材料の溶融で得ろねる副生ｆｙ、物について以下に詳
しく述べろ。

反応器１０の低部段階において、微細状態の冶金供給材
料は上流で製造された熱燃料に富んだ反応混合物と接触
して１元素金属を反応温度でのそれらの欅準状態（たと
えは蒸気または液体）で。

溶融スラグ、溶融金属含有生成物（たとえばマット）お
よび気体副生成物と共に生じる。

次に反応器１０の低部段階における反応生成物を従来の
公知の方法によって回収または処理する；たとえば、こ
れらを、溶融金属、金属マットおよびスラグのようなど
のような液体生成物も気体生成物から分離てる溶融生成
物分離器へ送りうる。

次に、有用な金属有価物およびスラグへさらに分離する
ために、液体生成物を工程から取出す。反応器１０の低
部段階における反応の気体生成物は。

金属蒸気を液体状態に変えそしてこれを残りのガス成分
から分離でるために、単位操作、たとえは凝縮器へ移し
うる。次に反応ガス（金属蒸気はより少ない）を再使用
のために回収することが、あろいは大気へ放つための環
境基準を満たてために処理てることかできる。気体生成
物または空気あるいは酸素に富んだ空気で後燃焼して、
比較的純粋な金属酸化物生成物および回収可能な副生エ
ネルギーを得ることができろ。

供給システム 第２図を参照して１反応器１０へ材料を供給するだめの
システムをここで説明する。反応器１０は第一段階また
は、に部パイロット区分１４を低部パイロット区分１６
上に垂直かつ同軸状に取付けたものからなるパイロット
区分１２を含み、低部パイロット区分１６は気体注入区
分１８を含み、垂直かつ同軸状に第二段階２０上に配置
されており、第二段階２０は供給材料注入区分２２およ
び反応器区分２４を含む。

前記のプロセスの項では、上部パイロット区分１４、低
部パイロット区分１６およびガス注入区分１８は共に第
一チャンバーまたは段階を構成し。

−万供給材料注入区分２２および反応器区分２４は共に
第二チャンバーまたは第二段階を構成する、反応器１０
の操作を開始するために、予熱および点火源を点火装置
２９を経て供給し、そこで液体または気体の炭化水素燃
料、たとえば源２８からの天然ガス、を源５６からの空
気と共に混合し。

点火する。点火したガスは点火管６Ｄを通して送り、そ
こで点火ガスをバイブロ５を通って流れてくる酸化ガス
と混合および反応させることができる。次に点火ガスは
上部パイロット区分１４へ進み、この区分を予熱し、そ
して燃料含有物質の初期の流れのための点火源となる。

いったん燃料含有物質の反応が自立でると１点火装置２
９の操作は中断ｆる、 燃料含有物質はホッパー／フィーダーアセンブリー４０
から導管４６へ供給する。その性質によって、燃料含有
物質は導管４２内を流れる空気のような運搬ガスに乗せ
てもよい。次に燃料含有物質を下方向へ送って上部パイ
ロット区分１４へ入れ、そこでこれをパイプ５５を通っ
て流れてきた酸化ガスと適当な方法で接触させて、得ら
れた燃料−酸化ガス混合物に激しい乱流混合作用を与え
。

そして燃料／酸化ガス反応を開始する。

バイラ°３６中の酸化ガスは、必要ならば酸素源５２か
らの純粋な酸素と混合した源６６からの空気でもよい。

酸化ガスは、熱反応体混合物と混合し１反応しそして安
定化するような方法で、ガス注入区分１８へバイブロ　
０　ｔＡｌを経て供給でき、そして必要ならば酸素源５
２からの純粋な酸素と混合した源６６からの空気でもよ
い。バイブ６６を通して上部パイロット区分１４へ供給
するおよびバイブロ０を通してガス注入区分１８へ供給
する酸化ガスは組成が同じでも異なっていてもよい。

−万または両方の醇化ガス流を通常の手段で予熱しても
よい。

反応器１０内で処理−４′″乙供給材料（Ｆｌは一つ以
上のホッパー６６内に貯蔵し、それから計量し、そして
運搬ガス（第２図に示すような空気、しかしながら窒素
またはいくつかの他のガスも使用しうろ）に乗せた後、
導管６８を通して供給材料注入区分２２へ送る。供給材
料を供給材料注入区分２２で第二段階２０へ導入でる正
確な方法は以下に記丁。融剤または追加の燃料含有物質
も、上記のも。

のと同様な供給システムによって反応器供給材料へ加え
てもよい。

反応器の構造 本発明の方法についてさらに述べろ前に、第６図を参照
して反応器１０の構造を詳しく説明すると都合がよいで
あろう。第６図において、第一段階１２の上部パイロッ
ト区分１４は、頂部壁および側壁各々７２および７４を
有する中空の円筒状構造体およびフランジ７６からなる
ように示されている。これらの壁およびフランジは、イ
ンターナショナル・ニッケル社の製品であろＩ　ｎｃｏ
ｎｅ１６００７Ｕ−ズの材料のような耐熱合金でつくら
れ、エアースプレーまたは冷却ジャケットによって極度
に冷却することもできろ。上部パイロット区分１４は反
応器１０の第一段階１２の混合および点火区分を構Ｆｆ
ｔｊろ。当業界で熟練した人々には、燃料含有物質およ
び酸化ガス混合物を上部パイロット区分１４へ導入する
パイプを互いに関連させて様々に配置して、所望の乱流
混合作用を得ることは、わかるであろう。

１部パイロット区分１４のてぐ下に同軸状に接続してい
るのは、内径が上部パイロット区分１４の内径よりも大
きい中空の円筒状構造体の形の低部パイロット区分１６
である。この直径の急激な増加によって“ダンピング作
用が生じて１反応器１０内を下方向へ流れろ燃料／酸化
ガス混合物中に下記のようなことが起こる。下部パイロ
ット区分１６は、フランジライン８０と８２との間に伸
びておりそして大きな方の直径の外壁８６内に同心的に
配置された内壁８４によって形成された主バーナー区分
７８をｉｆる。内壁８４はシＩＪ−ズ５００のステンレ
ス鋼でつくることができ、一方外壁８６はステンレスま
たは炭素鋼でつくりうる。管または流路のような適当な
手段を、水のような冷却液の循環のために、壁８４と８
６との間に配する。公知の構造の任意の膨張ベローズ（
図示せず）で主バーナー区分７８の一部を囲み、公知の
原理に従う壁８４および８６の異なる膨張および収縮を
収容しうる。流路８８を通過する冷却液の量およびその
冷却能力を、十分に確立された基準に従って調整して、
内壁８４が２７５０℃（５０００″Ｆ）もの主バーナー
区分７８内の温度に耐えろようにしそして壁８４の内面
土でスラグ層が凝固でるように丁べきである。

第６図に示すように、ガス注入区分１８は、フランジラ
イン８２に添って主バーナー区分７８から分離できるが
、−まとめにして低部パイロットバーナー（またはダン
プ）区分１６を構成する主バーナー区分７８の延長部分
と単に見てもよい。

ガス注入区分１８は区分７８と同じ一般的な構造のもの
であり、シリーズ５００ステンレス鋼の内壁、ステンレ
スまたは炭素鋼の外壁および中間の冷却液を通ず流路ま
たはパイプを有する。

第６図に最もよく示されているように、二つのガス注入
パイプ９０および９２は、たとえは１区分１８の周囲に
おいて全く反対の位置にある。パイプ９０および９２は
第２図に示す装置内の酸化ガスバイブロ０に（十分に示
していない手段によって）接続する、酸化ガスのパイプ
９０および９２を通しての区分１８内への放射状の注入
は、低部パイロットバーナー１６の出口°での気体排出
の際の乱流のレベルを高めそして反応器１０の第二段階
２０内の流れの反応性を高める傾向がある。さらに、放
射インジェクターは、パイロット区分１６からの流れに
ガスを動力学的に制限でるものとして作用することによ
って１反応器１０内の第一段階１２内での燃焼の制限を
促丁。これらの効果は流れの境界層の１ドリツピングお
よび大量の流れの“ピンチングとして気体動力学的に説
明しうる。このガスの注入はまた。パイロットバーナー
１６を長くすることなく処理量の増加を可能にし、燃焼
装置が反応器の圧力変動に耐えるのを助け、そしてその
ような反応安定度の変動への有害な効果を減じる。

反応器１０の第二段階は、第一段階１２の低部パイロッ
ト区分１６とやや似た構造である。丁なわち、第二段階
２０は、第一段階１２と同軸状にまつでぐに並んだそし
て内径が、Ｉ：記の低部パイロットバーナー区分の直径
よりも太きい、中空の円筒状構造体からなる。また、直
径の急激な増加によってダンピング作用が生じて１反応
成分が反応器１０の下方へ流れることになる。処理する
供給材料は、貯蔵ビン６６（第２図参照）から供給区分
２２へ供給し、そして二つ以上のパイプ９４および９６
（ｌＫ３図によく図示されている）を通って第二段階２
０へ注入されろ。供給区分２２は内側および外側の円筒
状の壁でできており、これらの間に配置した冷却液循環
部材を有する。

第二段階２０の残りの部分である反応器シャフト９８は
、一つ以上の類似の中空円筒状区分１００および出口区
分１（１２でできている。反応器シャフト９８の各区分
１００は、内壁１０４．同心的に配置した外壁１０６お
よびこれらの間に配置した冷却液循環部材１０８よりな
る。壁１０４および１０６は各々フリーズ６０ロステン
レス鋼および炭素鋼でできている。任意の伸縮ベローズ
（図示せず）で各区分１００を囲ってもよい。

各区分１００の内壁１０４の内面は十分に保護して、１
７５０℃（５２００″Ｆ）を越えうる温度での固体およ
び溶融粒子を運ぶ流出ガスの影響に耐えなげればならな
い。壁１０４および１０６の間を循環でろ冷却液の取合
せは、好ましくは内面上に薄い保護ｌ凝固スラグ被覆が
生じろように、壁から十分な熱を取出丁ことが可能なも
のにすべきである。反応器を組立てる一つの方法では、
多数の耐熱合金スタッドを内壁１０４に取付けて、冷却
ジャケットへの熱の移動を促進し、そして凝固スラグ層
をさらに機械的に支持する。あるいは、各区分１００の
内壁１０４の内面を使用温度が高い（＞２０００℃（６
６５０下））耐火物１１０．たとえば高アルミナ、酸化
クロム、ホスフェート結合プラスチック、でライニング
してもよい。耐火物１１０は溶融スラグ、溶融金属、溶
融蒸気、熱衝撃および磨耗に耐える性質を有し、そして
熱伝導度は高く、熱膨張は小さくなければならない。耐
火物１１０はまた上記のスタッドと一緒に使用してもよ
く、そのため耐火物は出発保護層として作用し、この層
は一部または全体が反応操作中の凝固スラグと徐々に取
って代わる。出口区分１（１２は区分１００と同様につ
くられているが１円錐形であり、反応器シャフト内の反
応生成物を取出丁ための出口１１２がある。

プロセスの説明 本発明の方法を実施でる際に使用するのに適した反応器
および支持する供給ノステムについての先の記載に基づ
いて、プロセス工程をここに記ｆ：この記載には反応器
内で行なわれていると思われる気体動力学の説明が入る
であろう。第２．５および４図、特に第４図を参照する
と、工程の始動で、点火装置は炭化水素燃料および酸化
ガスを使用して、１部パイロット区分１４．特に側壁７
４を、燃料／空気混合物の初期の流れが上部パイロット
区分１４に入るやいなやその混合物の点火が生じるに十
分な輻射温度にまで、予熱するに十分な炎を生じる。燃
焼プロセス（燃料／空気混合物の反応）が自立した後１
点火装置を回路から除く。

酸化ガスをパイプ５６を通して供給し、そして上部パイ
ロット区分１４へ実質的に放射状に導入して、成分を矢
印１２０で示ずようなそこのいくつかの渦と激しく混合
させる。乱流作用は、燃料および酸化ガス混合物の自立
した発火を維持てるだめの混合物の十分な混合を行なう
のに用いられる。

燃料含有物質と酸化ガスの燃焼は上部パイロット区分１
４で開始し、下の低部パイロット区分１６で持続する。

操作を特定の理論に結びつけろことは望まないが、低部
パイロット区分１６へ入るやいなや、燃焼中のまたは燃
焼した成分の流れは二つの循環帯域へ進むと思われる。

−万の比較的弱い帯域は。

第４図の矢印１２２で示すように、中心にあり（第一再
循環として知られている）、上部パイロット区分１４中
に存在するい（つかの渦流によって生じる。他方、比較
的強い帯域は、矢印１２４で示す外側の環状領域にあり
（第二再循環として知られている）、低部パイロット区
分１６の内径が上部パイロット区分１４の内径よりも十
分に大きい急激な流れの膨張地点で生じる分離の結果と
して現われろ。環状の渦の安定化流を特徴とするこれら
の第二再循環帯域は、気体動力学的意味において完全に
“ダンピングフロー”であり、ココでの５ダンプフロー
”または“ダンブイ乍用”とい”う言葉に属ずろ意味を
持つ。これらの再循環帯域は本質的にはトロイド形であ
り、反応混合物のいくつかの物理特性によって決まる下
方向への流れの側面への液体（または気体）のりアタッ
チメント地点において急膨張帯域の流れを開始すること
がわかった。

第４図のポイント１２６は、低部パイロット区分１６に
おけろ、相対的な気体のりアタッチメント地点を示す。

従って、安定な燃焼帯域は、主に成分の低部パイロット
区分１６へのダンプフローの結果としておよびそれほど
ではないが上部パイロット区分１４で確立された渦作用
によって生じろ。燃焼している燃料／酸化ガス混合物は
次にガス注入区分１８へ送られ、そこでこれは上述のよ
うにパイプ９０および９２を通して低部パイロット区分
１６の出口へ注入されたガスの゛ビンチングおよび゛ド
リッピング効果を受ける；これらの効果はまた低部パイ
ロット区分１６内の炎の安定化にも寄与すると考えられ
る。成分の流れがその出口に達する時までに、燃料含有
物質の燃焼は実質的に完了する。

反応器１０の第二段階２０の内径は、第二段階２０に反
応成分のための第二循環帯域を確立させるように、低部
パイロット区分１６の内径よりも十分に太きい。処理ｆ
７）供給材料は供給区分２２内に位置でるパイプ９４お
よび９６を通して第二段階２０へ導入でろ。注入は１反
応器１０の第一および第二段階１２および２００間の界
面での突然の流れ領域の増加の結果化じる。矢印１２８
で示される第二再循環帯域に行なう。矢印１５０で示さ
れる追加の第一再循環帯域は、上部パイロットからの残
りの渦による流れの中心のコアの内部にある。地点１５
２は、第二段階２０における相対的な気体のりアタッチ
メント地点を示す。従って、こねらの現象は第二段階２
０内に存在でると思われる動力学的に安定な反応帯域を
定めろ。

反応器１０内で作用していると思われる気体動力学の先
の説明は１反応器１０内の耐火物の磨耗パターンおよび
反応器内の一般の下方向への流れに逆流する反応器壁に
添って上方向へ流れる固体粒子も含めた、一部は十分に
確立された気体動力学原理に、そして一部は実際の観察
に基づいている。

反応材料は次に反応器ノヤフト９８の底へ進み。

出口１１２で出て第１図に示された分離段階へ入る。

実施例 本発明の方法および装置を、以下の限定されない実施例
でさらに詳しく説明する。第５図を参照てろと１反応器
１０はたとえば次の特徴および寸法を何でろ。

パイロットプラントの寸法 第一段階（１２）　　　　　　　　　　　　−３’１１
“上部パイロット区分（１４）　　　　　　　６”　　
１’３”低部パイロット区分（１６）　　　　　　１０
″２’ｌ“ガス注入区分（１８）　　　　　　　　　１
０″　７“第二段階（２０）　　　　　　　　　　　−
１０’９”供給材料注入（２２）　　　　　　　　　　
１８”　　　　９”さらに１反応器１０では、上部パイ
ロット区分１４と下部パイロット区分１６との間のステ
ップの高さく上方向への円筒状の流れの通路の内戦と隣
接する下方向への流れの通路の内壁との間の半径の隔り
である）は２インチであり、低部パイロット区分１６と
反応器区分との間は４インチであった。

実施例　１ 本発明の方法をさらに十分に説明するために、酸化生成
物中の鉛および鉛有価物を回収しそして環境に関して無
毒性の最終スラグを得る、鉛溶鉱炉スラグの処理のため
の以下のパイロットプラントの実施例を示ｆ、供給材料
組成は第１表に示す。

粉炭を空気と共に上部パイロット区分１４へ噴射し、そ
こでこれを酸素に富む空気（または（１２゜Ｎ２混合物
）の流れと混合しそして点火する。

熱燃料に富む反応混合物を低部パイロット区分１６で反
応し続け、そしてさらに酸素に富む空気をガス注入区分
１８で注入する。第二段階２０の頂部で、原料の微粉砕
溶鉱炉スラグの二つの別の流れを、窒素（あるいは空気
）と共に供、拾区分２２にて正反対にある管を通して熱
燃料に富む反応混合物中へ注入して、十分に混合し、反
応させそして溶融させる。亜鉛および鉛は１３００〜２
０００℃（２５７５〜５６６０″Ｆ）の温度でスラグか
ら金属蒸気へ還元し、残りの脈石および炭がらを溶融ス
ラグに溶融する。固体および気体供給材料は調整して、
反応器出口で測定した所望の気体組成および温度を各々
Ｃ○／Ｃ（１２＝０．６および温度１４１０℃（２５７
０−Ｆ）にｆる。得られる生Ｆｉｉ、物の組成は第１表
に示す。

第１表 Ｚｎ１０．９　　Ｃａ　　７，７　　　Ｃｔ　　７８．
ＯＶ、Ｍ、５８．１ＣＯ，Ｉ　　Ｍｇ　　３．６　　　
Ｎ２０　２．Ｉ　　Ｃｆ　　５２．７Ｓ　　　　１．８
　　　Ａｔ　　　２．４　　　　Ｎ２　　５．ＯＢｔｒ
ンポンド１３．８７５（受入れたままの） Ｆｅ　２６３　　　　　　　　　　Ｎ２　１．５８１．
１ サイズ７５％ｌ−１２００メツシユ　灰分　７００ｚ　
（ｂｙｄ　１ｆｆ　）　５−５ サイズ７２％（刊メツシュ 第１表 供給速度 石炭　　　　　　１５，２ポンド蛎　０．４／’）ｔｐ
ｈ鉛溶鉱炉スラグ　４３．９ポンド、％　　　１．５　
　ｔｐｈ全オキシダント　　　　　　　　　６２９　ｓ
ｃ伽ｃ４４．ｓ％０□）石炭注入　　　　　　　　　　
　６１ｓｃｆｌｎ（空気）上部パイロットオキ７ダント
　　　ろ５９ｓｃｆｍ（７３，２％０□）ガス注入チャ
ンバーオキシダント　　１２９　ＳＣｆｍ（１６，５％
０□）スラグ注入　　　　　　　　　１００ｓｃｆｈ＋
（１００％Ｎ２）反応器条件 温度　　　　　１４１０’Ｃ（２５７０″Ｆ）ＣＯ／Ｃ
Ｏ２比　　　　　０．５９ 反応器廃ガス組成（乾燥容積％〕 Ｇｏ　　　１５．ＯＮ２５４．５ Ｃ○　　２５．５　　　（１２０． ５８２４．６ 炭素効率　　８１％ 生成物速度 粗酸化物　　　　　８．５ポンド’、％　　　０．２６
　ｔｐｈ生成物スラグ　　　３９ポントン分　　１，２
　　ｔｐｈ生成物組成（重紙％）　　　　　回　収　率
　（％）粗酸化物　　スラグ１　酸化物に対して　スラ
グに対してＺｎ４５．６　２．４　　　　　　８０．４
　　　　　１９．６Ｐｂ　　９．５　０．１１　　　　
　９５．３　　　　　　４．７＊スラグは非危険物質で
あるとしてＥＰＡ固体廃棄物毒性試験を通った。

実施例　２ 本発明の方法をさらに、アーク炉（ＥＡＦ）で行なう鋼
製造プロセス中に発生ｆ７−１煙の、上記パイロットプ
ラントでの処理に関して説明する、この処理方法では、
亜鉛および鉛有価物を粗飯化物生成物中に回収し、環境
的に危険性のないスラグが生じる。供給材料組成は以下
の第１ＩＩ表に示す。

粉炭の流れを空気と共に上部パイロット区分１４へ注入
し、そこでこれを酸素に富む空気（またはＮ２．０゜混
合物）の流れと混合しそして点火でる、熱燃料に冨む反
応混合物を低部パイロット区分１６で反応し続け、そし
てさらに酸素に畠む空気を気体注入区分１８へ注入する
。第二段階２０の頂部で、ＥＡＦダストの二つの別の流
れを、空気（またはＮ２）と共に供給区分２２にて正反
対にある管を通して熱燃料に富む反応混合物へ注入し、
十分に混合し１反応させそして溶融させる、亜鉛および
鉛は１５００〜２０００℃（２５７５〜５６５０″Ｆ）
の温度でＥＡＦダストから金属蒸気へ還元し、残りの脈
石および炭がらは溶融スラグに浴融する。

固体および気体供給材料は調整して１反応器量口で測定
した所望の気体組成および温度を各々Ｃ○／Ｃ○２＝０
．２７および温度１６８０°Ｃ（、’、０６０”Ｆ）Ｋ
ｆろ。供給および生成物速度１組成および生成物に対ｆ
る回収率を第■表に示す。

第　ＩＢ　　表 ＥＡＦダスト　　　　　　　　　　　コーク７Ｚｎ　　
１２．２％　　　　Ｓ　ｉ　　１．７４％　　Ｃｔ　　
８３．２％Ｐｂ　　　　１．６４％　　　　Ａｔ　　　
　０．４０％　　　　　ＶＭ　　　　３．口％Ｃｄ　　
Ｏ，０９７％　Ｏｒ　　０．７６％　　　Ｎ２０　Ｑ、
４″３／。

Ｆｅ３９．０％　　　Ｃａ　　３．６４％　　灰分　１
１．８％サイジング　１００％−偽“　　　　　　　Ｂ
ｔｕ／ボンド　１１．９０Ｏ３１，０ サイジング７０％−２００ メツシュ 第■表 供給速度 コークス流　　　　　２０．５ポンド１５＋０．６２　
ｔｐｈＥＡＦダスト　　　　５３．３ポンド／分　１．
６　　ｔｐｈ全オキシダント　　　　　　　　　　７７
６５ｃｆｔｎ　（５４３％　Ｏｚ　）コークス注入　　
　　　　　　　５５　ｓｃｆ罹（空気）上部パイロット
オキンダント　　　　２　Ｂ　７５ｃｆｈ＋（６７，２
％０□）カス注入チャンバーオキシダント　５７０ＳＣ
ｆｒｒＩ（５４，７％０□）タスト注入６４ＳＣｆｍ（
空気） 反応器条件 湿度　　　　　　　　　　　１６８０°Ｃ（３０６０゛
Ｆ）Ｃ○／ＣＯ比　０．２７ 反応器廃ガス（乾燥容積％） Ｇｏ　　１１．６　　　Ｎ２４１．７ Ｃ○　　　４２．５　　　０　　　　０．５Ｎ２３．５ 炭素効率　　　９７％ 生成物速度 粗酸化物　　　１４ポンド／分　　　　０．４２　ｔｐ
ｈスラグ　　　　４５ボンド／分　　　１．７　　ｔｐ
ｈ生成物組成（重量％）　　　　　回収率（％）Ｚｎ５
５．４　　　２．４　　　　８０Ｐｂ　　６．５　　　
０．、ｌＳ　　　　　　８６ｃｄ　　　Ｏ，７９０，０
０５９７ Ｆｅ　　７．５　　４３．９　　　　　　　　　　　　
　９４Ｓｉ　　　１．２　　　　３．１　　　　　　　
　　　　　　　　　　９０Ａｔ　　Ｏ，５５３，９９５ Ｏｒ　　Ｏ，１７１，５９５ Ｃａ　　Ｏ，９２４，１９５ ＊スラグは非危険物質としてＥＰＡ固体廃棄物毒性試験
を通った。

実施例　６ 低等級の亜鉛二次製品および鉛溶鉱炉スラグを一緒にし
た供給材料の処理のための第三のパイロットプラント実
施例を示す。亜鉛および鉛有価物は本発明の方法によっ
て粗酸化物の状態で回収される：生成物は低等級二次製
品よりも先に亜鉛製造プロセスへ進んで供給されうる。

鉛酸鉱炉スラグは二次製品の高融点スラグ成分の融剤と
して作用し、危険な固体廃棄物となる可能性をもつこの
成分をなく丁。供給材料組成は以下の第Ｖ表に示で。

粉炭を空気と共に上部パイロット区分１４へ注入し、そ
こでこれを酸素に富む空気（または０゜Ｎ２混合物）の
流れと混合し１点火する。熱燃料に富む反応混合物を低
部パイロット区分１６内で反応し続け、そしてさらに酸
素に富む空気を気体注入区分１８に注入でろ。第二段階
２０の頂部で低い等級の亜鉛二次製品および鉛溶鉱炉ス
ラグ（共に微粉砕したもの）の別の流れを、窒素（また
は空気）と共に供給材料注入区分２２にて正反対にある
管を通して熱燃料に富む反応混合物へ注入して、十分に
混合し５反応させそして溶融させる、亜鉛および鉛は１
３００〜２０００℃（２５７５〜３６５０”Ｆ）の温度
で供給材料から金属蒸気へ還元し、残りの脈石および炭
からは溶融スラグに溶融でろ。固体および気体供給材料
は調整して１反応型出口で測定した所望の気体組成およ
び温度を各々Ｃ○／Ｃ○２＝０．１９および温度１６２
０℃（２９５０″Ｆ）にする。供給および生成物速度お
よび組成そして生成物に対する回収率を第■表に示す。

第ｖ表 Ｚｎ　　５６．４　　　Ｚｎ　　１０．９　　Ｃｔ　　
７８．ＯＰｂ　　２．０５　　Ｐｂ　　２．ＯＶＭ　　
３８．ＩＣｄ　　　Ｏ，０１４Ｆ”ｅ　　２６．５　　
　Ｎ２０　２．１Ｆｅ　　　６．６　　　　Ｓｉ　　　
１２．４　　　灰分　　ＺＯ３ｉ　　３．４　　　Ａｔ
２．４　　Ｓ　　１．１ｋｌ　　　　９．６　　　　　
　Ｃａ　　　　７．７　　　Ｂｔｕ／ポンド１５，８７
５Ｃ４，５７Ｓ　　　１．８ Ｓ　　　　　Ｏ，１８サイジング７０％−２００メツシ
ユ サイジング７０％−２００ メツシュ 第■表 供給速度 石炭　　　　　　　１４ボンド／分　　　０．４２　ｔ
ｐｈスラグ　　　　　２５．４ポンド／分　　０．７６
ｔｐｈ全オキシダント　　　　　　　　　　５８９５ｃ
ｆＩＴｌ（５７，８％（１２）石炭注入　　　　　　　
　　　　６０ＳＣｆｔｎ（空気）上部パイロットオキシ
ダン）　　　　　５４６ｓｃｆｌｎ（８２，７％０□〕
気体注入チャンバーオキシダント　　８４ＳＣｆＩＴｌ
（５０％０□）二次製品／スラグ注入　　　　　９９ｓ
ｃｆｍ（１０α％Ｎ２）反応器条件 温度　　　　　　１６２０°Ｃ（２９５０１ｉ’）ＣＯ
／ＣＯ２比　０．１９ 反応器廃ガス組成（乾燥容積％） Ｃｏ　　　８．２　　　　Ｎ２４３．８Ｇｏ　　４３．
８　　　　０□　　０．５８２３．８ 炭素効率　　　　９０％ 生成物速度 粗酸化物　　　　１９ボンド／分　　　０．５７　ｔｐ
ｈ生成物スラグ　　３５ボンド／＋　　　　１．０５　
ｔｐｈ生成物組成（車量％）　　　　回収率（％）Ｚｎ
　　６２．８　　　　３．９　　　　　　８９Ｐｂ　　
　５．７　　　　０．１５　　　　　９５Ｆｅ　　　１
．８　　°２４．６　　　　　　　　　　９６Ｓ皇　　
　　１．５　　　　　１１．４　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　９４Ａｚ　　　１．４　　　　
８．５５　　　　　　　　　　　　　９４実施例　４ コバルト、ニッケルおよび銅に富む電解亜鉛プラント精
製残渣の処理のための第四のパイロットプラント実施例
を示す。本発明の方法は亜鉛、鉛およびカドミウムを除
去でることによって販売しうるＧｏ−Ｎ　１−Ｃｕ合金
を回収し、亜鉛、鉛およびカドミウムを順番に粗酸化物
として回収する。

供給材料組成は第ｖＩ表に示す。

粉炭を空気と共に上部パイロット区分１４へ注入し、そ
こでこれを酸素に富む空気（または（１２Ｎ２混合物）
の流れと混合しそして慨火する。

熱燃料に富む混合物を低部パイロット区分１６で反応し
続け、そしてさらに酸素に富む空気を気体注入区分１８
で注入する。第二段階２０の頂部で。

微粉砕したＣｏ−Ｎｉ−Ｃｕ残渣の二つの別の流れを、
窒素（または空気）と共に供給材料注入区分２２にて正
反対にある管を通して熱燃料に富む反応混合物へ注入し
て、十分に混合し１反応させそして溶融させる、亜鉛、
鉛およびカドミウムは１５００〜２０００℃＜２５７５
〜３６３０”Ｆ）の温度で残渣から金属蒸気へ還元し、
そして残りのＣｏ−Ｎｉ−Ｃｕ合金を少量の炭からと共
に溶融して溶融生成物合金の流れにする、固体および気
体供給材料は調整して１反応器量口での所望の気体組成
および温度を各々Ｃ○／Ｇｏ。＝０．２６および温度１
６９０°Ｃ（５０７５″Ｆ）にする。　供給および生成
物速度、そして組成および生成物に対する回収率を第■
表に示ｆ。

第　■１　　表 Ｇｏ　　６．２　　　Ｚｎ　　１７．５　　　Ｃｔ　　
７８．０　　灰分　７．ＯＮｉ　４．４　Ｐｂ　１５．
６　ＶＭ　５８、Ｉ　Ｓ　１．ＩＣｕ　　１０．Ｉ　　
　　Ｃｄ　　　　４．４　　　　　Ｎ２０　　２．Ｉ　
　　Ｂｔｕ／ボンド１ろ、９０口サイジング１００％−
列〃　　　　サイジングツｏ％−２００メッンユ第ｖ１
１１表 供給速度 石炭　　　　　　　　１８．５ボンド／分　　０．５６
　ｔｐｈ残ａ　　　　　　　　４０ボンド／分　　　１
．２［’１ｔｐｈ全オキシダント　　　　　　　　　６
７２　ｓｃｆｍ（５７，７％ｏ２〕石炭注入　　　　　
　　　　　６４ＳＣｆｌＴ］（空気〕上部パイロットオ
キ／ダント　　　４１３ｓｃｆｍ（７３％（１２〕気体
注入チャンバーオキシダント　　６４ｓｅｔｌｎ（６８
％ｏ２）残渣注入　　　　　　　　　１２２ｓｃｆｈ＋
（１００％Ｎ２）反応器条件 温度　　　　　　１６９０’Ｃ（＋０７５’Ｆ’）Ｃｏ
／Ｃｏ２比　ｏ、２６ 反応器廃ガス組成（乾燥容積％） Ｃｏ　　１０．２　　　Ｎ２５９．４ Ｇｏ　　４７．５　　（１２０． ５８２２．８ 生成物速度 Ｇｏ　−Ｎ　ｉ　−Ｃｕ合金　１６，６ポンド／ｅ　　
　Ｏ，４１ｔｐｈ粗酸粗動化物　　　　２１．５ボンド
／分　　０．６５ｔｐｈＧｏ　　　１３．７　　１．０
　　　　　　９ＯＮｉ　　　１２．３　　０．７３　　
　　　９１Ｃｕ　　　２４．４　　３．２　　　　　　
８５Ｚｎ　　　　３，２　　５７．０　　　　　　　　
　　　　　９４Ｐｂ　　　　２．２　　２９．４　　　
　　　　　　　　　　９５Ｃｄ　　　　　３口０８　　
７．９　　　　　　　　　　　　　　　　　９９反応器
区分の寸法は主に、各区分に存在で乙供維材料粒子が所
望の程度の化学反応および脈石の溶融を完了でるのに必
要な滞留時間で決められろ。

二次的ではあるが重要なファクターは、熱気体が一つの
区分から反応器の下の次の隣接区分へ膨張するにつれて
、公知の気体動力学原理に従って生じる。再循環の役割
である。再循環は１反応を所望の時間で実質的に終えろ
反応器の効率に影響を及ぼ丁；従って、スケールアップ
のための三つの一般的な基準は以下の通りであるー： ［ａｌ　　処理量の増加に比例して直径／横断面および
あるいは長さを調整することによって１反応器での十分
な滞留時間を与えて、供給材料粒子が所望の程度の化学
反応および脈石の耐融を完了てるようにてろこと： ［ｂｌ　　反応器中での十分な再循環を行なう（たとえ
ば、上流の区分直径に対でろステップの高さの比を同じ
に保つことによって）；およびｆｃｌ　　区分間のステ
ップの高さを少なくとも５倍にした気体動力学理論によ
って計画した再？Ｊ１］＋環帯域の気体のりアタッチメ
ントを確実にするために最も短い長さに一′ｔ″ること
。

滞留時間は１反応器の気体温度の１ｆ４１＋定、反応器
の気体の分析に基づく気体容積の計算、そして次に反応
器の速度の計算によって決定されてぎた。

また、平衝熱化学を２反応の完了および反応器の気体容
積および温度の見積に使用でることができろことはもち
論である。反応器の長さは次に２反応器の気体速度を計
算しそして所望の程度の反応が完了ｆるのに必要な滞留
時間を見積ることによって決定しうる。

ここに示すスケールアップの一例は、概算で直径を５０
％増でことによって反応器の処理量が２〜５倍高まった
。サブパイロット対パイロットスケール反応器に対でる
ものである： 上部パイロット直径　　　　５“　　　　　４”　　　
　　１．５５上部パイロット長さ　　　　９“　　　　
１５”　　　　　１．６７低部パイロット直径　　　　
６”　　　　　１０“　　　　１．６７低部パイロット
長さ　　　　２Ｂ”　　　　　５２”　　　　　１．１
４反応器直径　　　　　　１２”　　　　　１５”　　
　　１，５゜反応器長さ　　　　　　　７’　　　　　
９’　　　　　１．２９反応器横断面積　　０．７９フ
イー）２１．７７フイート２２．２５パイロット滞留時
間　　ｉａｍｓｅｃ　　　２１ｍ５ｅｃ　　　　　１．
２反応器滞留時間　　２００　ｍ５ｅｃ　　２０［］Ｔ
ｎＳｅＣ１，０反応器速度　　　　　５５フイート、１
少４５フイートΔ沙　　１．２９

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の冶金供給材料の処邪法の工程を示す一
般化したフローチャートであり、第２図は本発明の反応
器を図解し１反応器への材料の供給を示すプロセスフロ
ーであり、第６図は本発明に従って組立てた反応器の部
分的に切断した立面図であり、そして第４図は本発明の
プロセスにおいて作用していると考えられる気体動力学
を説明する略図である。 １０・・・反応器、　１２・・・パイロット区分、１４
・・・上部パイロット区分、　１６・・・低部パイロッ
ト区分、１８・・・気体注入区分、　２２・・・供給材
料注入区分、２９・・・点火装置。 （外５名）

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. （１）微細鉱石、精鉱、残渣、スラグおよび類似物質の
   乾式冶金処理方法において、 第一の垂直に伸びているチャンバーへ熱燃料に富む反応
   ガスを供給し； 上記の熱燃料に富む反応ガスをダンプフローによって第
   二の垂直に伸びているチャンバーへ送り； 上記の第二のチャンバーへ処理する微細物質を導入し；
   そして 上記の微細物質を上記の熱燃料に富む反応ガスと反応さ
   せる、 工程よりなる上記の方法。
2. （２）上記の熱燃料に富む反応ガスを、 燃料含有物質および酸化ガスの反応混合物を上記の第一
   チャンバー内で形成し；そして 上記混合物を、上記の第一チャンバー内で燃料に富む条
   件下で実質的に反応させる ことによって得る、特許請求の範囲第（１）項記載の方
   法。
3. （３）上記の第二チャンバーへ送る熱燃料に富む反応ガ
   スの上記ダンプフローを、上記第一および第二チャンバ
   ーの間の流路に急膨張帯域を設けることによって得る、
   特許請求の範囲第（１）項記載の方法。
4. （４）上記の処理を行なう微細物質を上記第二チャンバ
   ーの内方へ導入する、特許請求の範囲第（１）項記載の
   方法。
5. （５）さらに、 少なくとも一つのダンプフローの帯域を上記第一チャン
   バー内に設ける、 工程よりなる、特許請求の範囲第（２）項記載の方法。
6. （６）上記第一チャンバー内の上記のダンプフローの帯
   域を、上記第一チャンバーの流路内に急膨張帯域を設け
   ることによって得る、特許請求の範囲第（５）項記載の
   方法。
7. （７）さらに、 酸化ガスを上記第一チャンバーへ、その中の上記ダンプ
   フロー帯域の下流へ導入する、 工程よりなる、特許請求の範囲第（６）項記載の方法。
8. （８）上記反応混合物を、上記第一チャンバー内で、上
   記燃料含有物質を下向きに導入しそして上記酸化ガスを
   上記混合物の乱流混合作用が得られるように実質的に放
   射状に導入することによって形成する、特許請求の範囲
   第（２）項記載の方法。
9. （９）上記反応混合物を、上記第一チャンバー内で、上
   記燃料含有物質を実質的に放射状に導入しそして上記酸
   化ガスを上記混合物の乱流混合作用が得られるように下
   向きに導入することによって形成する、特許請求の範囲
   第（２）項記載の方法。
10. （１０）上記燃料含有物質が上記第一チャンバーへのそ
    の導入と同時に点火される、特許請求の範囲第（２）項
    記載の方法。
11. （１１）微細鉱石、精鉱、残渣、スラグおよび類似物質
    の乾式冶金処理方法において、 燃料含有物質および酸化ガスの反応混合物を第一の垂直
    に伸びているチャンバー内で形成し；上記混合物を上記
    第一チャンバー内で実質的に反応させて熱燃料に富む反
    応生成物を得、上記第一チャンバー内に少なくとも一つ
    のダンプフロー帯域を設け； 酸化ガスを上記第一チャンバーへ、上記ダンプフロー帯
    域の下流へ導入し； 上記熱燃料に富む反応生成物をダンプフローによって第
    二の垂直に伸びているチャンバーへ送り； 上記第二チャンバーへ上記の処理を行なう微細物質を導
    入し；そして 上記の微細物質を上記の熱燃料に富む反応生成物と反応
    させる、 工程よりなる上記の方法。
12. （１２）微細物質の乾式冶金処理に使用する反応装置に
    おいて、 第一および第二段階を連続して有する垂直に伸びている
    円筒状構造体、上記第一段階は供給物をダンプ区分へ供
    給する乱流混合区分を有し、上記ダンプ区分からの生成
    物は上記第二段階へ供給し、この第二段階には処理した
    物質に対する生成物が含まれる； 実質的に上記第一段階で上記物質を処理するための熱燃
    料に富む反応混合物を製造するために、第一段階へ燃料
    含有物質および酸化ガスを導入する、第一段階につなが
    った手段；および 上記第二段階の生成物から出る処理された物質を得るた
    めに、上記熱燃料に富む反応混合物との反応のための第
    二段階へ処理を行なう上記物質を導入する手段、 よりなる上記の装置。
13. （１３）上記第一段階につながった上記の手段に、上記
    の燃料含有物質を上記第一段階へ導入するための、上記
    第一段階の頂部に配置された入口；および 上記酸化ガスを導入して、得られる燃料／酸化ガス混合
    物に乱流混合作用を持たらすための、上記第一段階の側
    面に配置された入口、 が含まれる、特許請求の範囲第（１２）の項記載の装置
    。
14. （１４）上記第一段階の上記ダンプ区分が、上記ダンプ
    区分内の反応成分が少なくとも一つの再循環帯域を形成
    しうるように、上記乱流混合区分の直径よりも十分に大
    きい直径を有する中空円筒状構造体、 よりなる特許請求の範囲第（１２）項記載の装置。
15. （１５）さらに、 ガスを上記ダンプ区分の内方へ注入するための、上記ダ
    ンプ区分の出口に隣接して配置された手段、 よりなる特許請求の範囲第（１２）項記載の装置。
16. （１６）上記第二段階が、 上記第二段階に入る熱ガスが、反応成分のための上記第
    二段階内に少なくとも一つの再循環帯域を形成しうるよ
    うに、上記第一段階の上記ダンプ区分の直径よりも十分
    に大きい直径を有する中空円筒状構造体、 よりなる特許請求の範囲第（１２）項記載の装置。
17. （１７）上記の処理を行なう物質を導入する上記の手段
    に、上記物質を上記第二段階円筒状構造体に対して内方
    へ注入するための、上記第二段階の頂部に隣接した少な
    くとも一つの入口、 が含まれる特許請求の範囲第（１２）項記載の装置。