JPH01129933A - 亜鉛製錬用吹き込みランス - 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〉 本発明は、吹き込み溶錬による亜鉛製錬法に用いるラン
スに関し、亜鉛原料、微粉炭材並びに酸素あるいは酸素
富化空気を同時に同一場所に吹き込むようにして素早く
効率良い反応が得られるように工夫したものである。

〈従来の技術〉 吹き込み溶錬による亜鉛製錬法は、亜鉛原料と還元剤と
を、酸素又は酸素富化空気とともに溶錬炉に吹き込み溶
錬し、生成した亜鉛蒸気を溶錬炉と一体に設けた凝縮器
により効率よく凝縮回収するとともに排ガスの燃焼熱量
を高カロリーに維持してこれを再利用するものであり（
特公昭６１−２８００４号参照）、省エネルギー、省コ
スト化をはかる方法として従来より実施されている。そ
して、特開昭６２−８０２３３号公報に亜鉛原料の装入
と還元剤、および酸素あるいは酸素富化空気との混合物
の装入とを別系統で行い、炉況に応じて原料、炭材の配
合比を迅速に変更することが有利であることが示されて
いる。

かかる亜鉛製錬法における吹き込み溶錬の一例を第２図
に示す。同図中、１は溶錬室、２は溶融浴、３は°溶錬
室１に連続して設けられた凝縮室であり、溶錬室１には
、ランス４と亜鉛原料装入装置５とが設けられている。

そして、溶錬室１内の溶融浴２には、搬送ガスで搬送さ
れる還元剤と酸素富化空気とがうンスより、また亜鉛原
料が亜鉛原料中継ビン６及び切出装置７を介して亜鉛原
料装入装置５より、それぞれ装入されている。

ここで、一般に還元剤としては主に微粉砕されたコーク
ス粉が用いられているが、この微粉炭材と酸素あるいは
酸素富化空気とを装入するランス４としては、第３図に
示すものが提案されている（特開昭６２−８０２３４号
公報）。同図に示すようにこのランス４０は搬送ガスに
よって搬送される微粉炭材の通路となる導通内管４１と
、酸素あるいは酸素富化空気の通路となる導通外管４２
との二重管からなるとともに、導通外管４２の先端付近
が円錐状にしぼられて上記導通内管４１に連通して円錐
状の混合部４３が先端部に形成されており、導通内管４
１から導入される微粉炭材と導通外管４２から導入され
る酸素あるいは酸素富化空気とは混合部４３にて混合さ
れて噴出口４４より高速で炉内に噴出されるようになっ
ている。なお、導通外管４２の外側には、該ランス４０
の本体を冷却するための外部冷却ｖ：４５が設けられて
いる。

一方、亜鉛原料装入装置５は水冷型の装入管であゆ、溶
錬炉内に亜鉛原料を落下装入するものであるが、この他
、亜鉛原料を空気とともに炉内に吹き込む原料用ランス
が用いら゛れろこともある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上述したような吹き込み溶錬においては、第３図に示す
ような微粉炭材用ランス４０を用いた場合には、微粉炭
材と酸素あるいは酸素富化空気とが音速程度の高速で噴
出口４４から吐出されるとともにランス直下で微粉炭′
材の酸素燃焼の火点が形成されるので、ランス先端部近
傍での雰囲気温度が上昇し、ランス先端にて付着物４６
が成長してノズルが閉塞されることはなかった。

しかしながら、亜鉛原料を装入する原料装入管あるいは
原料用ランスにおいては、その先端で上述したような強
烈な発熱反応が生じないため、炉内の高濃度の亜鉛蒸気
とスラグ飛沫とに起因する付着物が、原料装入管あるい
は原料用ランスの先端にて成長し、その先端のノズルが
閉塞されてしまうことが多く、操業の支障となっていた
。このような閉塞が生じると、原料装入管あるいは原料
用ランスを炉内より引き上げて付着物を除去する必要が
あるが、この作業に労力を要し、また、この作業時間が
ロスとなり、溶錬炉の稼動率が大幅に低下してしまい、
問題となっている。

一方、流動焙焼炉で産出される亜鉛焼鉱には粒径の大き
い焼鉱（オーバーフロー）と粒径の小さい煙灰（キャリ
オーバー）とが含まれるが、上述した従来の亜鉛原料装
入方法では、微粉原料は炉ガスとともにコンデンサーへ
飛散して凝縮に悪影響を及ぼすため、煙灰（キャリオー
バー）の使用比率が制限されるという問題もある。また
、コンデンサーから発生するド党スは繰り返し使用され
ているが、とのドロスは粒径が小さいため、同様な理由
により、この繰り返し比率も制限されてしまう。

さらに上述したような原料装入方法によると、亜鈴原料
の溶解ゾーンが微粉炭材−酸素燃焼ゾーンから離れてい
るため、亜鉛原料と微粉炭材とのスラグ中での接触が悪
く、亜鉛原料の溶解反応及び揮発反応速度が遅く、スラ
グ中の亜鈴濃度が高くなる傾向にあるという不都合も発
生する。

本発明はこのような問題点に鑑み、亜鉛原料の装入を中
断することなく、長期間に亘り安定した操業が可能で、
原料のキャリオーバー比率を減少させて微粉の亜鈴原料
でも供給できるとともに亜鉛の溶解・揮発反応を効率よ
く行い、亜鉛のスラグロスを低下させることができる亜
鉛製錬用吹き込みランスを提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成する本発明にかかる亜鉛製錬用吹き込み
ランスは、亜鈴原料を吐出する亜鉛原料吐出ノズルを中
央部に配し、微粉炭材と酸素あるいは酸素富化空気との
混合物を吐出する微粉炭材−酸素吐出ノズルのｖｌ数個
を上記亜鉛原料吐出ノズルの周囲に配設してなることを
特徴とする。

く作　　　用〉 上記構成において、亜鉛原料吐出ノズルは微粉炭材−酸
素吐出ノズルからの高速の微粉炭材と酸素との噴流で取
り囲まれた状態となり、スラグスプラッシュあるいは高
濃度の亜鉛蒸気が該噴流により遮断され、該亜鉛原料吐
出ノズルの先端には付着物が形成されない。

また、亜鉛原料は微粉炭材と酸素との噴流により加速さ
れるとともに微粉炭材と酸素との燃焼炎によって加熱さ
れる高温スラグゾーンの中心に供給され、亜鉛原料と微
粉炭材との接触が良好となる。さらに亜鉛原料のうち飛
散するｙａ詮は該噴流により遮閉・吸引されてスラグ中
に取り込まれる。

〈実　施　例〉 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図（ａｌ、ｆｂ）は一実施例にかかる亜鉛製錬用吹
き込みランスの正面図及び縦断面図である。両図に示す
ように、このランス１０の中央には亜鉛原料導管１１が
貫通しており、この亜鉛原料導管１１の先端部は少しし
ぼられた状態で亜鉛原料吐出ノズル１２となっている。

そして、この亜鉛原料吐出ノズル１２を中心とした同心
円上に３つの微粉炭材−酸素吐出ノズル１３が等間隔に
配置されている。

これら微粉炭材−酸素吐出ノズル１３（よ、混合部１４
を介して微粉炭材を供給するための導通内ｔ１５及び酸
素あるいは酸素富化空気を供給するための導通外管１６
に連通している。すなわち、導通内管１５と導通外管１
６とは二重管構造となり、それぞれ先端部がしぼられた
状態で円錐状の混合部１４に連通しており導通内管１５
及び導通外管１６でそれぞれ供給されろ微粉炭材と酸素
あるいは酸素富化空気とは混合部１４で混合された後、
微粉炭材−酸素吐出ノズル１３から高速で吐出される。

そして、導通内Ｉｒ！：１５の先端部及び混合部１４及
び微粉炭材−酸素吐出ノズル１３の内周面Ａと、亜鉛原
料導管１１の先端部及び亜鉛原料吐出ノズル１２の内周
面Ｂとには、原料による摩耗を防止するため、セラミッ
クライニングが施されている。なお、図中、１７及び１
８は水冷ジャケットである。

このような構成においては、亜鉛原料吐出ノズル１２は
、微粉炭材−酸素吐出ノズル１３から吐出される高速噴
流で取り囲まれた状態となるので、かかる噴流がエアカ
ーテンの役目を果ｔこしてスラグスプラッシュあるい尤
よ高濃度の亜鉛蒸気が入り込めないのでこれらに基因す
る付着物の形成がみられなくなる。また、亜鉛原料吐出
ノズル１２から吐出される亜鈴原料はその周りの微粉炭
材−酸素吐出ノズル１３からの噴流により加速され、ま
た飛散する微粉は該噴流により遮閉・吸引されてスラグ
中にインジェクションされるので、亜鉛原料中に微粉原
料が入っていても、コンデンサーへのキャリオーバが大
幅に減少されろ。

さらに、亜鉛原料は微粉炭材−酸素吐出ノズル１３から
吐出される微粉炭材と酸素との燃焼炎によって加熱され
るとともに炭素濃度が高い高温スラグゾーンの中心に供
給されるので、供給された亜鉛原料とスラグ中の炭素材
との接触が良好となり、亜鉛原料の溶解反応及び揮発反
応速度が速くなり、スラグ中の亜鉛濃度が低下する。

本実施例のランスは、微粉炭材と亜鉛原料とを別系統の
装置から供給することができるので、炉況に応じて亜鉛
原料、微粉炭材の配合を迅速に変更することができる。

なお、上記実施例では、微粉炭材−酸素吐出ノズル１３
の数を３としたが、勿論４以上にすることもできる。ま
た亜鉛原料吐出ノズル１２を複数にすることも可能であ
るが、原料の分配等、供給装置が複雑となるためあまり
好ましくない。

さらに、本発明のランスは亜鉛製錬用だけでなく、例え
ば硫化鉱製錬やフェ四り四ムの溶融還元製錬などにおけ
る粉体供給ランスとしても広く応用することができる。

以下、上記実施例のランス１０を用いて亜鉛製錬を行っ
た例を示す。

内径３ｍφで内寸高さ３ｍのマグクロれんが内張り溶錬
炉に約８ｔの初期スラグを保持し、上記実施例の４孔の
ランスをセットした。

このランスの微粉炭材−酸素吐出ノズルの径は１４ｍφ
、亜鉛原料吐出ノズルの径は３−ＯＬｌｌｌｌであり、
このランス１０を、ランス先端とスラグ表面の距離が４
００１１Ｉｌｌとなる高さにセットした。

微粉炭材としては２０６メツシ：Ｌ　（７４ｍ）篩下９
０％の粒度のコークス粉を用い、加圧式の流動化切出し
装置により６５０　ｋｇ／　ｈの割合でランスまで搬送
した。なお、搬送ガスとしては３４Ｎｍ’／ｈの窒素ガ
スと５４　Ｎｍ／ｈの空気との混合ガスを用いた。また
酸素ガスとしては９９．５％の純度のものを５００〜６
０ＯＮｒｎ’／ｈの割合で供給した。

亜鈴原料としては、焼鉱（オーバーフロー）と煙灰（キ
ャリオーバー）をほぼ半量ずつ混合した亜鉛焼鉱１００
重量部をペースとし、これにコンデンサドロスを３０重
量部、溶剤としての生石灰を３．３重量部を混合したも
のを用い、加圧式のテーブルフィーダーにより９７０　
ｋｇ／ｈの割合で供給した。なお、搬送ガスとしては１
５ＯＮｍ’／ｈの空気を用いた。

以上の原料を用い、溶錬炉の炉頂温度が１４００℃とな
るように酸素量を調節し、６０時間の連続運転を実施し
た。なお、凝縮装置としては、幅１．３５ｍ、長さ５．
０ｍの鉛スプラッシュコンデンサーを用いた。

なお、表−１には初期スラグと各原料の組成を、表−２
にはコークス粉の組成を、表−３には原料の粒度分布を
示す。

比較のため、上記実施例と同様の溶錬炉を用い、微粉炭
材用ランスと亜鉛原料用ランスとを別々に設けて、同様
の原料で５７時間操業した。なお、微粉炭材用ランスと
しては第３図に示したものを用いた。

以上、実施例と比較例の操業結果を表−４に示す。

表−２ 表−４ ｂＪ鉦ヒ１６メ２馴６司玉”ηｌ庄Ｌｒｉ日Ｖ乙配ぜヒ
シｒハ宗不斗日２’ｌｎシ東シナＸ１００　　（９６）
表−４に示すように、比較例においては操業途中で４回
の亜鉛原料用ノズルの閉塞が生じ、稼動率が９３．０％
と低かったが、実施例においては原料供給中断が生じて
おらず、稼動率も９８．２％と高い値を示した。

また比較例では、原料キャリオーバー比率が１０％近く
に達し、亜鉛凝縮率が６６．２％であったが、実施例で
は原料キャリオーバー比率が４％以下と減少し、亜鉛凝
縮率が７４．９％に増加した。

スラグ中の亜鉛濃度は、比較例では８〜１０％であっｔ
こが、実施例では７〜８％と低下していた。乙の結果、
亜鉛の揮発率は９４．４％から９５．５％に増加した。

さらに、総合的な亜鉛メタル化率は、比較例では６２．
５％であったが、実施例では７１．５％と１０％近く改
善されていた。

〈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
の亜鉛精錬用吹き込みランスを用いれば、原料供給ノズ
ル閉塞による操業中断がほとんどなくなり、稼動率を大
幅に向上させることができろとともに亜鉛原料中に煙灰
（キャリオーバー）の供用が可能になり、また、亜鉛の
溶解揮発反応を高効率化して亜鉛のスラグロスを減少さ
せ、亜鉛揮発率を高めることができろ。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ、（ｂ）は本発明の実施例にかかる亜鉛精
錬用吹き込みランスの正面図及び縦断面図、第２図は従
来の吹き込み精錬の概要を示す説明図、第３図は従来技
術にかかる微粉炭材用ランスの縦断面図である。 図　　面　　中、 １２は亜鉛原料吐出ノズル、 １３は微粉炭材−酸素吐出ノズル、 １４は混合部、 １５は導通内管、 １６は導通外管である。 第２図 と 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 亜鉛原料を吐出する亜鉛原料吐出ノズルを中央部に配し
   、微粉炭材と酸素あるいは酸素富化空気との混合物を吐
   出する微粉炭材−酸素吐出ノズルの複数個を上記亜鉛原
   料吐出ノズルの周囲に配設してなることを特徴とする亜
   鉛製錬用吹き込みランス。