JPS62228410A - 溶融還元による粉粒状鉱石からの金属の回収方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、溶融還元による粉粒状鉱石からの金属の回
収方法に関し、とくに粉粒状の鉄鉱石、マンガン鉱石お
よびクロム鉱石の如き鉱石原料から、該鉱石原料中に含
まれる金属を、還元回収率が高くしかも使用エネルギー
が少ない経済的な方法で有利に回収しようとするもので
ある。

（従来の技術） 固体鉄鉱石を、炭素含有溶鉄（以下、溶銑と略記する）
と接触攪拌し、溶銑中の炭素によって鉄鉱石の還元を図
るいわゆる溶融還元法については従来、種々の方法が提
案されている。いずれの場合も容器内に保持した溶銑中
に固体鉄鉱石を添加し、溶銑と鉄鉱石を混合攪拌する方
法に特色があり、その内容は図書ｒＤｉｒｅｃｔ　Ｒｅ
ｄｕｃｔｔｏｎ　ｏｆ　Ｉｒｏｒ＋Ｏｒｅ　Ｊ　Ｔｈｅ
　Ｍｅｔａｌｓ　５ｏｃｉｅｔｙ、Ｌｏｎｄｏｎ、１９
７９年に詳述されている。

この種の溶融還元法では反応容器を構築する耐火物が、
鉱石の溶融の下にＦｅｏｔｆｆｉ度の高いスラグによっ
て著しく損耗し、また、反応効率も悪いためにエネルギ
ー使用量が多くなり、経済的な方法とはいい難い。この
ために、連続運転の可能な工業的規模での溶融還元プロ
セスの確立が望まれていた。

この点発明者らは先に、特開昭６０−２０８４０９号公
報において開示したように、粉粒状の鉱石原料を反応容
器内に噴射供給する際、かかる噴射流に対し酸素ガス気
流を衝突させてこの際同時に供給する炭素粉によって生
じる高温の火炎中に粉粒状鉱石を通過させることからな
る溶融還元法を開発し、粉粒状鉱石から高効率の下にし
かも安価に金属を回収できるようになった。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した溶融還元法を含めて一般に、粉体の搬送用ガス
としては空気や窒素ガスあるいはＡｒなどの不活性ガス
が用いられてきたが、かようなガスを溶融還元法におけ
る粉体原料の搬送ガスとして用いた場合には、以下に述
べるような問題を残していた。

すなわちＡｒガスは高価なため経済的に不利であり、一
方空気や窒素ガスは安価ではあるものの溶銑中の工Ｎ？
ｆｊ度の上昇を招く不利があり、しかもいずれのガスを
用いた場合であっても反応系の温度低下を招くことから
、その分、余分に熱の補償を必要としたのである。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、溶銑
のＮ汚染のおそれがほとんどなく、しかも余分な熱の補
償を必要とせずむしろ熱源としての微粉炭原単位の削減
も実現し得る溶融還元法を提案することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） すなわちこの発明は、冶金炉内の溶融金属中に、上吹き
ランスから、粉粒状の鉱石と微粉炭とを精錬ガスと共に
供給し、該粉粒状鉱石を溶融還元して溶融金属中に金属
を回収する方法において、該粉粒状鉱石および微粉炭を
冶金炉排ガスによって搬送することを特徴とする、溶融
還元による粉粒状鉱石からの金属の回収方法である。

この発明において冶金炉とは、主に溶融還元炉や製鋼反
応炉などを指す。

（作　用） 冶金炉排ガスにおいては窒素濃度が低い（Ｎ２６％以下
が望ましい）ので溶銑のＮ汚染が軽減され、また該排ガ
ス中にはＣＯなどの可燃性ガスを多量に含んでいるので
熱源としても有効である。

（実施例） 第１図に示した設備と、第２図に示した上吹きランスを
用い、５トン規模の転炉で行ったこの発明の実施例を以
下に述べる。

図中番号１は粉体の流路、２は精錬ガスの流路、３はノ
ズル、４は冷却水の流路であり、５はランス軸に対する
精錬ガスの噴射角θを示す。

また６は上記の構造になる上吹きランス、７は上吹きラ
ンスから噴射される微粉炭と精錬ガスとの反応で生じる
火炎、８は溶銑、９はスラグ、１０は底吹き羽口であり
、この羽口１０からはスラグ−メタル間反応を促進する
ためＮｔや静ガスなどを供給できるしくみになっている
。１１は溶融還元炉としての上底吹き転炉、そして１２
が転炉１１から排出される排ガス、１３は排ガス煙道で
ある。１４は高温の排ガスを冷却するためのクーラー、
１５は排ガスを昇圧するためのコンプレッサー、１６は
昇圧した排ガスを貯蔵する圧力容器である。

１７．１８はそれぞれ、微粉炭および粉粒状鉱石（この
例で鉄鉱石粉）を貯蔵し気体輸送するためのディスペン
サーであり、微粉炭および鉄鉱石粉は圧力容器１６から
の排ガスを搬送ガスとして上吹きランス６に輸送され流
路１から転炉１１内に吹き込まれるのである。

さて以下の手順で操業を行った。

まず転炉１１内をコークス炉ガスにて十分に予熱した後
、５ｔの予め加熱した溶銑（Ｃ＝４．３Ｌ　Ｓｉ・０．
２５！、Ｐ＝０．０９７χ）を装入した。溶銑温度は１
６００″Ｃであった。次に炉を垂直にしたのち、４本の
炉底羽口１０からり、ＯＮｍ’／ｍｉｎのＮ２ガスを供
給した。同時に炉の上方より上吹きランス６を下降し、
静止浴面とランス先端との距離が１．０ｍとなる位置で
固定した。最初、ランスからは微粉炭を２５ｋｇ／ｍｉ
ｎ、鉄鉱石粉を１５に＋ｒ／ｍｉｎ　、酸素ガスを２２
．５Ｎｍ’　／ｍ１ｎ（θ＝４５’）の割合で供給した
。このとき微粉炭は２．５Ｎｍコ／ｍｉｎ、、一方鉄鉱
石粉は１．５Ｎｍ”／ｍｆｎの溶融還元炉排ガスで搬送
した。転炉炉口での排ガス温度は約１６００℃であり、
これをコンプレッサー１５人側に設けたクーラー１４に
より昇圧後の排ガス温度が３００℃となるように冷却し
た。

ここに使用した微粉炭および鉄鉱石粉の成分は表１およ
び２に示したとおりである。

表　　１　　　　　　　　（ｗｔχ） また、排ガス組成は表３に示したとおりである。

操業後の溶鉄成分・温度がＣ＝４．０％、１６００℃と
なるように、粉体、酸素ガス供給速度をコントロールし
つつ鉄鉱石を１０００ｋｇ吹き込んだ。

この場合の操業結果を表４に示す。

表　　４ 同表より明らかなように、供給した鉄鉱石中の鉄分は９
８．５％の高歩留りで溶鉄中に回収できた。

比較例 実施例と同様にして、１６００℃の温度の５ｔの溶銑（
Ｃ・４，２χ、　Ｓｉ＝　０．２３χ、Ｐ・０．１χ）
を転炉１１に装入した後、炉型にて上吹きランス６から
微粉炭２５ｋｇ／ｍｉｎと鉄鉱石粉１５ｋｇ／ｗｉｎそ
れに酸素ガス２２．５Ｎｍ’／ｍｉｎを供給した。この
時、粉体搬送ガスとしては、窒素ガスを用いた。なお搬
送ガス流量は実施例と同じとした。

操業後の目標温度・成分を実施例と同様に１６００℃、
Ｃ・４．０％となるように微粉炭、鉄鉱石および酸素ガ
スの供給速度を調節しながら鉄鉱石粉を１０００ｋｇ吹
き込んだ。

操業結果を表５に示す。

表５ 表４と表５の操業結果を比較すれば明らかなように、１
０００ｋｇの鉄鉱石粉を処理するのに、従来法では微粉
炭吹き込み量：　１０３０ｋｇ、送酸量：　９３ＯＮｍ
’を要したのに対し、この発明法では微粉炭吹き込み量
：８５０ｋｇ、送酸量：　８４ＯＮｍ’といずれも少量
で済んだ。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、冶金炉排ガスのもつ顕熱お
よび可燃性分を有効に利用できるので、熱源としての微
粉炭および精錬ガスの原単位を大幅に削減でき、また溶
湯の−Ｎ−汚染も軽減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施に用いた溶融還元設備の模式
図、 第２図は、この発明の実施に用いたランス先端のノズル
構造を示した図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、冶金炉内の溶融金属中に、上吹きランスから、粉粒
   状の鉱石と微粉炭とを精錬ガスと共に供給し、該粉粒状
   鉱石を溶融還元して溶融金属中に金属を回収する方法に
   おいて、 該粉粒状鉱石および微粉炭を冶金炉排ガス によって搬送することを特徴とする、溶融還元による粉
   粒状鉱石からの金属の回収方法。