JP2619254B2 - 非鉄製錬炉の操業方法 - Google Patents
非鉄製錬炉の操業方法Info
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- JP2619254B2 JP2619254B2 JP1744388A JP1744388A JP2619254B2 JP 2619254 B2 JP2619254 B2 JP 2619254B2 JP 1744388 A JP1744388 A JP 1744388A JP 1744388 A JP1744388 A JP 1744388A JP 2619254 B2 JP2619254 B2 JP 2619254B2
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- smelting
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 非鉄製錬炉において生成する鉄，スパイス等の高融点
炉鉄の生成を防止し、炉の安定操業，有価物の回収を効
果的に行うように工夫した非鉄製錬炉の操業方法に関す
る。
炉鉄の生成を防止し、炉の安定操業，有価物の回収を効
果的に行うように工夫した非鉄製錬炉の操業方法に関す
る。
＜従来の技術＞ 亜鉛，鉛等の乾式製錬工程においては、熔鉱炉，アー
ク炉等を反応容器として用い、電熱又は石炭，コーク
ス，ガス等の燃料を使用して1000℃以上の高温を得、金
属の酸化物，硫化物等の原料と石炭，コークス等の還元
剤とを反応させて所望の金属を製錬するものが多い。そ
して、原料中の鉄，砒素等の目的外金属は1000〜1300℃
の融点の中に固定し、流動的な として炉外へ連続的又は間欠的に排出している。この 中に目的金属が排出されることは収率の低下を意味し、
また、 をセメント等の原料として使用する場合の二次原料規格
としても不味である。したがって、製錬工程において
は、 中の有価金属の含有率を低下せしめることが望ましい。
ク炉等を反応容器として用い、電熱又は石炭，コーク
ス，ガス等の燃料を使用して1000℃以上の高温を得、金
属の酸化物，硫化物等の原料と石炭，コークス等の還元
剤とを反応させて所望の金属を製錬するものが多い。そ
して、原料中の鉄，砒素等の目的外金属は1000〜1300℃
の融点の中に固定し、流動的な として炉外へ連続的又は間欠的に排出している。この 中に目的金属が排出されることは収率の低下を意味し、
また、 をセメント等の原料として使用する場合の二次原料規格
としても不味である。したがって、製錬工程において
は、 中の有価金属の含有率を低下せしめることが望ましい。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、亜鉛の製錬において、 中の亜鉛の含有率を低下させようとすると、酸化鉄が鉄
に還元されるようになり、実操業的には 中の亜鉛含有率を数％になるようにすると鉄への還元が
開始する。また、この際、鉄の一部は原料中の砒素と化
合して難溶性の鉄スパイスが形成される。
に還元されるようになり、実操業的には 中の亜鉛含有率を数％になるようにすると鉄への還元が
開始する。また、この際、鉄の一部は原料中の砒素と化
合して難溶性の鉄スパイスが形成される。
これら鉄や鉄スパイスは、半流動性の炉鉄となり反応
容器に堆積して反応を阻害するので、従来の製錬操業に
おいては、鉄の析出がない程度に亜鉛を 中に残すような条件とし、 を別の炉に導いてさらに高温域で還元剤とともに処理し
て亜鉛を還元揮発回収する方法をとったり、炉鉄の生成
をおそれず、 中の亜鉛含有率を小さくする還元条件とし、 中に生成した炉鉄を強制的にすくい上げる方法を採用し
ているのが現状である。また、このようにして得た炉鉄
中には金，銀，銅その他の有価金属も多量に含有される
が、かかる炉鉄は難破砕性，高融点のため二次処理が困
難であるという問題もある。
容器に堆積して反応を阻害するので、従来の製錬操業に
おいては、鉄の析出がない程度に亜鉛を 中に残すような条件とし、 を別の炉に導いてさらに高温域で還元剤とともに処理し
て亜鉛を還元揮発回収する方法をとったり、炉鉄の生成
をおそれず、 中の亜鉛含有率を小さくする還元条件とし、 中に生成した炉鉄を強制的にすくい上げる方法を採用し
ているのが現状である。また、このようにして得た炉鉄
中には金，銀，銅その他の有価金属も多量に含有される
が、かかる炉鉄は難破砕性，高融点のため二次処理が困
難であるという問題もある。
本発明はこのような現状に鑑み、非鉄製錬炉において
生成する 中の有価金属含有率を低下させるとともに流動性の悪い
炉鉄の生成を防止する非鉄製錬炉の操業方法を提供する
ことを目的とする。
生成する 中の有価金属含有率を低下させるとともに流動性の悪い
炉鉄の生成を防止する非鉄製錬炉の操業方法を提供する
ことを目的とする。
＜課題を解決するための手段＞ 前記目的を達成するために種々検討を重ねた結果、例
えば、亜鉛製錬炉において、炭材・酸素ランスにより炉
内に局部的超高温域を形成すると、炉鉄が流動化される
とともに酸化されて 化され、且つ 中に残留する亜鉛が還元揮発されることを知見した。
えば、亜鉛製錬炉において、炭材・酸素ランスにより炉
内に局部的超高温域を形成すると、炉鉄が流動化される
とともに酸化されて 化され、且つ 中に残留する亜鉛が還元揮発されることを知見した。
かかる知見に基づく本発明の非鉄金属炉の操業方法
は、非鉄製錬炉において生成する炉鉄を処理するに際
し、炉内を局部的に加熱することにより炉鉄を溶融する
とともに酸化して として炉外へ排出することを特徴とする。
は、非鉄製錬炉において生成する炉鉄を処理するに際
し、炉内を局部的に加熱することにより炉鉄を溶融する
とともに酸化して として炉外へ排出することを特徴とする。
本発明は亜鉛製錬炉において、局部的にでも必要かつ
十分な温度条件とするとともにZnOが存在する条件とす
れば生成した鉄が直ちに 成分としてのFeOになるという作用による。ここで、必
要かつ十分な温度条件は1300〜1350℃である。一般にこ
の種の製錬炉において炉底全体をこのような高温に保持
するのは難かしいが、本発明では例えば炭材・酸素ラン
スを用いることにより局部的に温度条件を満足できるよ
うにしたものである。
十分な温度条件とするとともにZnOが存在する条件とす
れば生成した鉄が直ちに 成分としてのFeOになるという作用による。ここで、必
要かつ十分な温度条件は1300〜1350℃である。一般にこ
の種の製錬炉において炉底全体をこのような高温に保持
するのは難かしいが、本発明では例えば炭材・酸素ラン
スを用いることにより局部的に温度条件を満足できるよ
うにしたものである。
また、このような炭材・酸素ランスを用いると、供給
する炭材，酸素の比率を変えて一定比率で量を変え、ま
た、これらとともに製錬原料等を供給することにより、
炉況に応じた対応が可能となり、 中の有価金属の含有率を数％以下に抑えるとともに残留
炉鉄の生成を防止する操業が可能となる。
する炭材，酸素の比率を変えて一定比率で量を変え、ま
た、これらとともに製錬原料等を供給することにより、
炉況に応じた対応が可能となり、 中の有価金属の含有率を数％以下に抑えるとともに残留
炉鉄の生成を防止する操業が可能となる。
ISP方式による亜鉛製錬を例として本発明による操業
のバリエーションを説明する。
のバリエーションを説明する。
この場合の の基本的タイプはZnOを含有する鉱石と用材及びコーク
スとからもたらされるSiO2−CaO−FeO系の である。このようなZnOが存在する炉底をランスから炭
材及び酸素を供給して局部的にでも上述したような1300
〜1350℃に加熱すると、 ZnO（ｌ）＋Fe（ｌ）Zn（ｇ）＋FeO（ｌ） が生じて炉鉄が 化されるとともに流動化され、例えば50mm径の流出口か
ら円滑に抽出できるようになる。
スとからもたらされるSiO2−CaO−FeO系の である。このようなZnOが存在する炉底をランスから炭
材及び酸素を供給して局部的にでも上述したような1300
〜1350℃に加熱すると、 ZnO（ｌ）＋Fe（ｌ）Zn（ｇ）＋FeO（ｌ） が生じて炉鉄が 化されるとともに流動化され、例えば50mm径の流出口か
ら円滑に抽出できるようになる。
また、過還元状態の と炉鉄が存在する場合には、ランスより酸素を過剰にし
て供給することにより、 2Fe＋O2→2FeO が生じ、炉鉄が 化される。
て供給することにより、 2Fe＋O2→2FeO が生じ、炉鉄が 化される。
還元不足状態の が存在する場合には、過剰の炭材と、これに適量の酸素
とを供給し、 ZnO（ｌ）＋CO（ｇ）→Zn（ｇ）＋CO2（ｇ） の反応により過剰に溶解残留したZnOがZnに還元され
る。
とを供給し、 ZnO（ｌ）＋CO（ｇ）→Zn（ｇ）＋CO2（ｇ） の反応により過剰に溶解残留したZnOがZnに還元され
る。
さらに、過還元状態の場合には、上述したように過剰
の酸素を供給するとともに、Zn又はZnOを含む製錬原料
を直接炭材に混合して酸素とともにランスから供給する
と、 Ｃ（ｇ）＋O2（ｇ）→CO2（ｇ） CO2（ｇ）＋Ｃ（ｇ）→2CO 2Zn（ｓ）＋O2（ｇ）→2ZnO（ｌ） ZnO（ｌ）＋CO（ｇ）→Zn（ｇ）＋CO2（ｇ） ZnO（ｌ）＋Fe（ｌ）→Zn（ｇ）＋FeO（ｌ） の反応により、炉鉄が 化されるとともにZnOがZnに還元される。
の酸素を供給するとともに、Zn又はZnOを含む製錬原料
を直接炭材に混合して酸素とともにランスから供給する
と、 Ｃ（ｇ）＋O2（ｇ）→CO2（ｇ） CO2（ｇ）＋Ｃ（ｇ）→2CO 2Zn（ｓ）＋O2（ｇ）→2ZnO（ｌ） ZnO（ｌ）＋CO（ｇ）→Zn（ｇ）＋CO2（ｇ） ZnO（ｌ）＋Fe（ｌ）→Zn（ｇ）＋FeO（ｌ） の反応により、炉鉄が 化されるとともにZnOがZnに還元される。
このように、本発明によると、小型の製錬炉にあって
は、昇温，酸化，還元，揮発等の各種の工程を単一の設
備で構成することができる。また、大型の製錬炉にあっ
ては、炉底平面における反応の不均一を調整して全体の
反応を所望の条件に保持するとともに、不可避的に生成
した炉鉄を 化したり流動性を与えて抽出を容易にすることが可能と
なり、また、これにより、鉛，金，銀，銅等の有価金属
が炉鉄に含まれて損失するのを防止することができる。
さらに、この炉鉄処理の過程に、生産量増加の要因とも
なる原料そのものを供給することができる点においても
有用である。
は、昇温，酸化，還元，揮発等の各種の工程を単一の設
備で構成することができる。また、大型の製錬炉にあっ
ては、炉底平面における反応の不均一を調整して全体の
反応を所望の条件に保持するとともに、不可避的に生成
した炉鉄を 化したり流動性を与えて抽出を容易にすることが可能と
なり、また、これにより、鉛，金，銀，銅等の有価金属
が炉鉄に含まれて損失するのを防止することができる。
さらに、この炉鉄処理の過程に、生産量増加の要因とも
なる原料そのものを供給することができる点においても
有用である。
＜実 施 例＞ 実施例１ アーク電極を備えた電気炉でFeO−CaO−SiO2各42,12,
18％,Zn7％で構成される ２トンを溶融し、1250℃に保持した。これに、Fe,As各6
5,10％を含有する炉鉄200kgを供用した。
18％,Zn7％で構成される ２トンを溶融し、1250℃に保持した。これに、Fe,As各6
5,10％を含有する炉鉄200kgを供用した。
電流を遮断して電極をひき上げた後、微粉コークス16
kg/Hrと当量（21kg/Hr）の酸素とをランスで供給し、 の表面近くで燃焼させた。これにより 温度は局部的に急上昇し、1350℃に達した。このように
して1300〜1350℃を5Hr維持した後、ランスを停止し、 を抽出したところ、流動性に富んだ が流出し、半熔融状態の炉鉄は炉内に残留しなかった。
なお、抽出した 中のZnは3.5％であり、この は水砕により容易に粒状にできた。
kg/Hrと当量（21kg/Hr）の酸素とをランスで供給し、 の表面近くで燃焼させた。これにより 温度は局部的に急上昇し、1350℃に達した。このように
して1300〜1350℃を5Hr維持した後、ランスを停止し、 を抽出したところ、流動性に富んだ が流出し、半熔融状態の炉鉄は炉内に残留しなかった。
なお、抽出した 中のZnは3.5％であり、この は水砕により容易に粒状にできた。
実施例２ 実施例１と同様な成分、量の 、炉鉄をアーク炉に溶融し、実施例１と同じ方法で、微
粉コークス16kg/Hrと当量の３倍（63kg/Hr）の酸素とを
ランスで供給し、1300〜1350℃の温度を2Hr保持した。
その後、 抜きしたところ、炉内には炉鉄は残留しなかった。な
お、 中のZnは３％であった。
粉コークス16kg/Hrと当量の３倍（63kg/Hr）の酸素とを
ランスで供給し、1300〜1350℃の温度を2Hr保持した。
その後、 抜きしたところ、炉内には炉鉄は残留しなかった。な
お、 中のZnは３％であった。
実施例３ 中のZn含量が12％とする以外は実施例１と同様とした。
そして、ランスより炭材が過剰となる酸素（炭材16kg/H
r、酸素32kg/Hr）を供給し、1300〜1350℃に2Hr保持し
た。その後、 抜きしたところ、Zn含量４％の が得られた。また、炉内の残留炉鉄は見られなかった。
さらに排ガスから製錬用二次原料となる粗酸化亜鉛150k
gが得られた。
そして、ランスより炭材が過剰となる酸素（炭材16kg/H
r、酸素32kg/Hr）を供給し、1300〜1350℃に2Hr保持し
た。その後、 抜きしたところ、Zn含量４％の が得られた。また、炉内の残留炉鉄は見られなかった。
さらに排ガスから製錬用二次原料となる粗酸化亜鉛150k
gが得られた。
実施例４ 実施例１と同様な条件で炭材16kg/Hr、酸素21kg/Hrを
ランスより供給しながら、炭材中にメタリックZn40％を
含むトータルZn60％の粉末原料を5kg/Hrで混入し、1300
〜1350℃を保持して5Hr操業したところ、製錬用二次原
料となる粗酸化亜鉛15kgを得た。また、 中のZnは3.8％であり、炉内の炉鉄は見られなかった。
ランスより供給しながら、炭材中にメタリックZn40％を
含むトータルZn60％の粉末原料を5kg/Hrで混入し、1300
〜1350℃を保持して5Hr操業したところ、製錬用二次原
料となる粗酸化亜鉛15kgを得た。また、 中のZnは3.8％であり、炉内の炉鉄は見られなかった。
実施例５ 亜鉛、鉛を同時製錬するISP方式の溶鉱炉において、
炉底外周部に設置された羽口と同レベルにランスを並設
した。
炉底外周部に設置された羽口と同レベルにランスを並設
した。
この溶鉱炉の炉底反応は連続して抽出される 中のZn濃度により切断される。
中のZn濃度が４％に低下し、炉鉄生成が予測されたとき
にランスより16kg/Hrのコークスと当量（21kg/Hr）の酸
素とを供給したところ、 中のZnは４％に維持され、また炉鉄の生成は見られなか
った。
にランスより16kg/Hrのコークスと当量（21kg/Hr）の酸
素とを供給したところ、 中のZnは４％に維持され、また炉鉄の生成は見られなか
った。
実施例６ 実施例５と同様にして 中のZn濃度が４％に低下したときに、ランスより16kg/H
rのコークスと過剰（63kg/Hr）の酸素とを供給したとこ
ろ、同様の結果が得られた。
rのコークスと過剰（63kg/Hr）の酸素とを供給したとこ
ろ、同様の結果が得られた。
実施例７ 実施例５と同様な炉において、 中のZnが５％に低下して炉内が過還元状態と判断された
ときに、亜鉛を含む副原料30部を含有するコークスを30
0kg/Hrと酸素21kg/Hrとを供給したところ、 中のZnは５％のままで推移するとともに炉鉄の生成もな
かったが、揮発亜鉛量は70kg/Hr増量した。
ときに、亜鉛を含む副原料30部を含有するコークスを30
0kg/Hrと酸素21kg/Hrとを供給したところ、 中のZnは５％のままで推移するとともに炉鉄の生成もな
かったが、揮発亜鉛量は70kg/Hr増量した。
＜発明の効果＞ 以上、実施例とともに具体的に説明したように、本発
明方法は、炉鉄の発生を防止するとともに採収率を向上
させるという従来では両立できなかった効果を奏するこ
とができ、また、炉床反応が均一化されるので、炉の操
業がさらに安定化し、成績が向上するという効果も奏す
る。
明方法は、炉鉄の発生を防止するとともに採収率を向上
させるという従来では両立できなかった効果を奏するこ
とができ、また、炉床反応が均一化されるので、炉の操
業がさらに安定化し、成績が向上するという効果も奏す
る。
また、炉内を局部的に加熱するのにランスを用いる
と、上記効果を得ながら従来の製錬炉では処理が困難で
あった粉体原料を処理することも可能となり、炉を改造
することなく生産能力の向上を図ることができる。
と、上記効果を得ながら従来の製錬炉では処理が困難で
あった粉体原料を処理することも可能となり、炉を改造
することなく生産能力の向上を図ることができる。
Claims (4)
- 【請求項１】非鉄製錬炉において生成する炉鉄を処理す
るに際し、炉内を局部的に加熱することにより炉鉄を溶
融するとともに酸化して として炉外へ排出することを特徴とする非鉄製錬炉の操
業方法。 - 【請求項２】過還元性状態の 及び炉鉄に対して、炭材に対して過剰となる酸素を供給
する特許請求の範囲第１項記載の非鉄製錬炉の操業方
法。 - 【請求項３】還元不足状態の に対して、過剰の炭材と適量の酸素とを供給する特許請
求の範囲第１項記載の非鉄製錬炉の操業方法。 - 【請求項４】過還元性状態の 及び炉鉄に対して製錬原料を炭材に混合するとともに炭
材に対して過剰となる酸素を供給する特許請求の範囲第
１項記載の非鉄製錬炉の操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1744388A JP2619254B2 (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 非鉄製錬炉の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1744388A JP2619254B2 (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 非鉄製錬炉の操業方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01195245A JPH01195245A (ja) | 1989-08-07 |
| JP2619254B2 true JP2619254B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=11944168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1744388A Expired - Lifetime JP2619254B2 (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 非鉄製錬炉の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2619254B2 (ja) |
-
1988
- 1988-01-29 JP JP1744388A patent/JP2619254B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01195245A (ja) | 1989-08-07 |
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