JPS5852683B2 - ガスノセンタクテキセイセイホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低蒸発圧の金属ダクトと揮発性でしかも水凝
縮性の少なくともＡｓを含むその他の金属汚染物とを含
む、冶金プロセスからの熱ガスを選択的に精製するため
の熱ガス選択的精製方法に関する。

ここで、低蒸発圧の金属ダストとは、その低蒸発圧すな
わち高沸点のために高温下で固体粒子として存在する金
属を言い、また揮発性金属汚染物とは、その揮発性すな
わち低沸点のために高温下で蒸気として存在する金属を
言う。

なお、「水凝縮性」という用語は、高温下で蒸気として
存在する金属を水の噴射によって冷却した際に蒸気金属
が凝縮して固体粒子となり得ることを意味する。

種々の加熱冶金プロセスに釦いては、金属ダストを含む
熱ガスが常に発生する。

このような熱ガスは大気中に放出されたり、またその中
にＳＯ２ガスが含１れている場合には硫酸の製造に用い
られたりするが、いずれの場合でもかかる熱ガスは浄化
されなければならない。

このような浄化のために、サイクロン分離法、またフィ
ルターバッグまたは静電沈殿器による済過法などがすで
に知られている。

しかしながら、これら方法は、すべて例外なく、その方
法の能力の範囲内で、できるだけ効率的に熱ガスからす
べての固体成分を除去しようとするにすぎない。

熱ガスすなわち廃ガスから金属ダクトを除去しなければ
ならない冶金プロセスの中には、微粒化した硫化物を焙
焼するような焙焼プロセスがあり、この場合には、原料
がしばしば複雑な性質を持つので、特殊な困難性が伴う
。

というのは、廃カスには、きわめて広範囲に亘る粒度分
布の多数の物質が含１れるからであり、また、焙焼プロ
セスからの廃ガスの温度がしばしば高温であるために、
廃ガスには、金属固体粒子とは別に、揮発性金属汚染物
例えばＡｓ ｔ ＳｅおよびＨｇ の揮発性化合物が
蒸気状態で含１れるからである。

このような複合化合物を含む廃ガスを排出する冶金プロ
セスの例としては、銅精鉱焙焼、黄鉄鉱焙焼およびＮｉ
２Ｍｏ、Ｓｂ２Ｍｎ、ｚｎおよびＡｓを含む硫化均鉱の
焙焼がある。

酸化形態のかかる化合物を含む製錬プロセスにおいても
、例えば、硫化物の焙焼の場合と同様な廃ガス浄化問題
に出合う。

例えば、黄銅鉱焙焼においては、浮選精鉱が最初炉で焙
焼され、炉では、硫化物のイオウが完全にオたは部分的
に酸化されて、酸化イオウが作られる。

次いで、焙焼物質は銅の抽出に適した反応器中で加熱精
錬プロセスによって処理される。

自然界の硫化銅鉱石はしばしば複合化合物であり、しか
も不純物例えばＰｂｓ、ＺｎＳ、５ｂ２Ｓ３ｓＡｓ２Ｓ
３およびＨｇＳ を含む。

このような不純物は、選鉱によってもまたは他の周知の
富化法によっても、完全には分離することはできない。

このため黄銅鉱精鉱の加熱精錬プロセスにかいて、廃ガ
ス中には複合化合物のダストが存在し、オた二酸化イオ
ウも相当台１れることになる。

二酸化イオウは、通常、液体二酸化イオウおよび硫酸の
製造に用いられるが、接触法による硫酸の製造にかかる
廃ガスを利用し得ない。

というのは、触媒物質がその中のダストによって汚染さ
れるからである。

一方、加熱精錬法からのダストは、しばしば、相当な経
済的価値を有する。

したがって、黄銅鉱精鉱の加熱精錬プロセスを経済的に
行なうためには、廃ガス中からダストを完全に分離して
回収しなければならない。

上述したように、黄銅鉱焙焼からの廃ガスには同伴され
たダストが含１れ、オたＡｓ２Ｏ３やＳｅおよびＨｇ化
合物も揮発性物質として含１れている。

ダストは、最初、乾式分離装置例えばサイクロン中で通
常回収され、その後ガスは洗浄され、次いで湿式静電沈
殿器中で浄化されて、残留している固体渣たは揮発性粒
子が除去される。

すべての成分のできるだけ完全な分離を行なった場合、
黄銅鉱焙焼における分離したダストの元素分析は、例え
ば、重量パーセントで次の如くである。

Ｃｕ ８饅 Ｐｂ ６係 Ｚｎ ７係 Ｓｂ １％ Ａｓ ２０％ Ｈｇ １．５係 Ｆｅ ８嶺 組成物は、もちろん、物質の組成物によって広い範囲内
でケース毎に変化する。

硫化鉄鉱を焙焼する場合、廃ガスの熱含量は、焙焼炉の
直後に連結されたボイラー中で通常回収される。

そのようなプラントは、例えば、スエーデン特許第３０
３７３７号および第３０４２９５号明細書中に記載され
ている。

他のプラントが１９３４年発行’ Ｅａｚｂｅｒｇｂａ
ｕ ｕｎｄ Ｍｅｔａｌｌｈｕｔｔ−ｅｎｗｅｓｅｎ
ＸＸＸ（ＮＦＸＸＩ １ ） Ｊａｈｒｇ 、 ”の
１９７頁ないし２０１頁に記載されている。

ガス浄化法に用いられる一般的な技術レビューはパーチ
ル（Ｂａｔｅｌ ）の’ Ｅｎｔｓｔａｕｂｕｎｇｔｅ
ｃｈｎｌｋ ” １９７２年ベルリン発行の１８０頁以
下に記載されている。

この本には、硫化鉄鉱を焙焼するのに用いられる流動化
炉からのガス中の二酸化イオウを除去するフローダイア
グラムが示されている。

さらに、直列に接続された数個の静電式沈殿器によって
ダストを選択的に分離することは、米国特許第１２０４
９０６から明らかである。

前述の如く、廃ガス浄化に釦いては、かなりの経済的価
値を有する多量のダストが得られるので、これらは回収
して再利用されるべきである。

不変的に複合化合物であるダストが焙焼炉に戻される場
合には、ある物質がプロセス中に累積されることになる
。

このような累積を防止するためには、分離処理の際にダ
ストの一部を除去する必要がある。

そのような分離処理には、しばしば、複雑なプラントお
よび高価なプロセスが伴う。

したがって、廃ガスの種々の成分を分離する簡単な方法
が要望されており、この場合のプロセス中に何らの累積
を生じさせることなく廃ガスの成分のうちの一部分を戻
さなければならず、昔たその他の部分を別に処理しなけ
ればならない。

本発明の目的は、以上に述べたような種々の冶金プロセ
スからの熱ガス、すなわち低蒸発圧の金属ダストと揮発
性でしかも水凝縮性の少なくともＡｓを含むその他の金
属汚染物とを含む熱ガスを選択的に精製するための新規
な改良方法を提供することである。

本発明の方法にあっては、熱ガスは最初に第１の高温静
電沈殿器に導かれ、そこで低蒸発圧の金属ダストが分離
される。

次いて、その熱ガスは第１の冷却工程で噴射水によって
冷却され、これにより熱ガス中の揮発性金属汚染物は固
体粒子として凝縮される。

冷却後のガスは次いで第２の静電沈殿器に通過させられ
、そこで凝縮金属汚染物が分離される。

その後ガスは洗滌工程で水洗され、最後に第２の冷却工
程で間接冷却される。

本発明は、上記方法において、（１）第１の高温静電沈
殿器で熱ガスから分離された金属ダストが冶金プロセス
に戻される点、（２）金属ダストの除去された熱ガスが
その十分な熱でもって完全に蒸発させられるような最大
量の噴射水によって第１の冷却工程で冷却される点、む
よび（３）その噴射水が洗滌工程の洗滌水むよび第２の
冷却工程の凝縮から得られ、このため第１の冷却工程で
凝縮された金属汚染物と洗滌工程で分離された金属汚染
物とが乾燥状態で第２の静電沈殿器で取り出され、かつ
金属汚染物の凝縮後のガスが取出される点を特徴とする
。

本発明によれば、熱ガス中に含１れる低蒸発圧の金属ダ
ストと揮発性の金属汚染物とを選択的に個別に熱ガスか
ら分離することができる。

また、本発明では、洗滌工程での洗滌水が第１の冷却工
程での噴射水として用いられるので、洗滌工程で分離さ
れた金属汚染物は第２の静電沈殿器に戻されて、そこで
分離されることになり、事実上すべての金属汚染物がガ
ス中から乾燥状態で得られることになる。

さらに、第１の冷却工程での噴射水は洗滌工程の洗滌水
と第２の冷却工程の凝縮水とから得られ、このため噴射
水の流れ径路は閉鎖系をなすので、水を系外に放出しな
くて済む。

本発明にトいて、第１の高温静電沈殿器の前に例えばサ
イクロン分離器、布フィルターなど設けて、そこで金属
ダストの一部を分離して冶金プロセスに戻してもよい。

次に図面を参照して本発明の詳細な説明するが、この実
施例では、本発明は黄銅鉱の焙焼によって得られた二酸
化イオウを含有する熱ガスの精製を行なう場合に適用さ
れている。

黄銅鉱を導管２を介して多段式炉１に導入し、焙焼した
材料を導管３から排出する。

導管４から焙焼炉１に空気を送る。

ダストを帯有するガスを導管５から取出し、サイクロン
６に送り、このサイクロンでダスト粒子が実質上分離さ
れる。

分離された固体材料は導管７によって炉１に戻す。

部分的にダストを取除かれたガスは導管８を介して高温
静電沈殿器９に送られる。

こＮで、約３００℃の温度のやＸ高温のガスからは、昔
だそのガス中に含せれていた主に銅、亜鉛、鉛、鉄及び
アンチモン化合物であるダスト粒子が取除かれる。

分離したダストは導管１０を介して炉１に戻す。

この分離したダストに多量の鉛及びアンチモンが含１れ
ている場合には、炉１に戻す前に公知の方法によって鉛
及びアンチモンについて精製することができる（図示せ
ず）。

次いで、精製したガスを導管１１を介して冷却塔１２に
送り、こ＼で導管１３から水を噴射して蒸発による該ガ
スの冷却を行え。

ガスを約１００乃至１５０’Ｃの範囲の温度に冷却した
後は、導管１４を介して第２の静電沈殿器１５に送り、
こＸで揮発性のヒ素、セレンおよび水銀から凝縮した固
体粒子を分離して導管１６より除く。

選択される温度は無水硫酸の量と該ガスの凝縮点に依存
する。

なお、静電沈殿器内では水は凝縮してはならない。

というのは、水蒸気ではない水分が静電沈殿器中に存在
すると、静電沈殿器の正常な作動が得られないからであ
る。

すなわち、静電沈殿器は常に乾燥状態にされていなけれ
ばならない。

次いで、更に精製されたガスは導管１７によって洗滌塔
に導かれ、とＫで導管１９から供給され導管２０から排
出される水で洗滌される。

導管２１を介して導管１９と連結している。

洗滌処理で汚染した洗滌水の一部は分枝導管２２を介し
て導管１３に導ひかれ、冷却塔１２内で行う蒸発冷却処
理で冷却水として使用する。

次いでガスは導管２３を介して間接冷却器からなる冷却
プラント２４に導かれ、こ＼で該ガスは、導管２５から
供給され導管２６から排出される水によって冷却される
。

この冷却によってガス中の水分の幾らかは凝縮し、導管
２７を介して洗滌塔１８内の循環する洗滌水に又は導管
３０及び１３を介して冷却塔１２に送られる。

場合によっては、洗滌水に無水硫酸が吸収されるので洗
滌塔中の循環する洗滌水の小量部分を放出する必要があ
る。

硫酸が生成されるのを回避するには、石灰、水酸化アン
モニウム、又は水酸化ナトリウムを添加するとよい。

実際例では、蒸発による冷却は、０．８Ｗ３／ｈのＨ２
Ｏを含む４０００ ＯＮｍ３／ｈのガスについて行い、
該ガスは導管２３から１ｍ３／ｈのＨ２Ｏを含有するも
のとして取出された。

従って、装置にばＨ２Ｏを０．２ｍ”／ｈの割合で水を
供給しなければならない。

この供給は導管２９で行うと最も適当である。

以上より明らかな如く、装置には３本の材料排出口があ
るだけである。

即ち、焙焼された材料用の導管３と、ヒ素、セレン及び
水銀用の導管１６と、精製されたガス用のガス出口２８
とである。

約４ｍ３／ｈのＨ２Ｏが断熱冷却を行うが、これは０．
１ ｌ ／ｈおよびＮｍ３のガスに対応する。

蒸発による冷却で使用される水のほとんどは、最終段階
の間接冷却で得られる。

洗滌水、洗滌基１８中にダストが蓄積するのを避けるた
めに、洗滌水の幾分かを第１冷却工程に導いて、洗い出
された粒子を静電沈殿器で解除・沈殿させる。

上記の方法は焙焼処理のみならず、加熱冶金工業一般に
適用できる。

【図面の簡単な説明】

添付の図面は、本発明に基づく精製プラントの工程図を
示す。 参照番号、１・・・・・・多段式焙焼炉、６・・・・・
・サイクロン、９・・・・・・高温静電沈殿器、１２・
・・・・・冷却塔、１５・・・・・・第２の静電沈殿器
、１８・・・・・・洗滌基、２４・・・・・・冷却プラ
ント。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低蒸発圧の金属ダストと揮発性でしかも水凝縮性の
   少なくともＡｓを含むその他の金属汚染物とを含む、冶
   金プロセスからの熱ガスを選択的に精製するための熱ガ
   ス選択的精製方法であって、最初に熱ガスを第１の高温
   静電沈殿器に導き、次いで第１の冷却工程で冷却し、さ
   らに第２の静電沈殿器を通過させ、次いで洗滌工程で水
   洗して、最後に第２の冷却工程で間接冷却する熱ガスの
   選択的精製方法において、 該熱ガスに含１れたダストを該ガスから第１の高温静電
   沈殿器で分離して該加熱冶金プロセスに戻し、実質的に
   ダストの除去された熱ガスを、それが有する十分な熱で
   もって完全に蒸発させられるような最大量の噴射水によ
   って第１の冷却工程で冷却し、該噴射水は洗滌工程の洗
   滌水および第２の冷却工程の凝縮水から得られ、このた
   め第１の冷却工程で凝縮された金属汚染物と洗滌工程で
   分離された金属汚染物とが乾燥状態で第２の静電沈殿器
   で得られて取り出され、かつ金属汚染物の凝縮後のガス
   が取り出されることを特徴とする熱ガスの選択的精製方
   法。