JPS59113135A

JPS59113135A - 硫化金属鉱の溶錬方法

Info

Publication number: JPS59113135A
Application number: JP22155382A
Authority: JP
Inventors: Takumi Echigoya; 越後谷　卓巳; Hiroaki Ikoma; 生駒　弘明; Akiyoshi Yamashiro; 山城　明義
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1982-12-17
Filing date: 1982-12-17
Publication date: 1984-06-29
Also published as: JPS61892B2

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】この発明は、硫化金属と溶剤を主成分とした溶解原料に
流動性固体燃料を配合し、これを酸素富化した送風空気
と共に、消耗型ランス管から連続的に炉内溶湯に装入し
吹錬する溶錬方法、特に硫化金属鉱の連続製錬袂に好適
な溶錬方法に関するものである。

溶錬炉や転炉等を連続操業で用いるため、硫化金属鉱の
製錬にあっても、一連の工程を連続−貫して処理するこ
とが行なわれている。例えば、銅の製錬の場合、その工
程は、（１）鉱石の予備処理、（２）カワの製造、（３
）粗銅の製造、（４）電解精製の４つに分けられるが、
連続製錬では、（１）〜（３）の工程が溶錬炉→分離槽
→製銅炉と続く一連の炉中において進行する。

この発明は、溶錬炉における第１の溶錬工程に関係する
ものである。

在来より、このような第１の溶錬工程においては、硫化
金属鉱および溶剤を主成分とした溶解原料に流動性固体
燃料を適宜配合し、これを酸素富化した空気と共に連続
的に溶錬炉に装入することにより、炉内溶体を溶解して
、方々と鍛Ｐ生成させている。

ところで、近年、世界的な情勢として、エネルギー価格
の増大から、必然的に燃料の減少、例えばオイルを使用
しないということ、および排ガスの減少、つまり高亜硫
酸ガス（Ｓｏ、）濃度の少ないガス量で硫酸工場へ送っ
てその硫酸工場の省労化、電力費の削減を図ることなど
が望まれている。

このような情勢に対応するためには、酸素富化空気の酸
素濃度を上げて、鉱石中のイオウ（Ｓ）、鉄（Ｆｅ）の
酔化熱を利用することにより、排ガスの持夫熱を抑え、
亜硫酸ガス（ＳＯ，）濃度を上げて硫酸工場を効率化す
る技術が必要となる。そこで、すでに硫化金属鉱、すな
わち釧鉱石の高酸素富化製錬を行っている製錬法として
自熔炉法、インコ式フラッシュスメルテイング法があり
、また鉄鋼の転炉では、酸素を上吹きで溶体中に吹錬す
る技術が実施されている。

ところが、このようないずれの方法にあっても、酸素富
化された空気は、燃性である硫化金属鉱および流動性固
体燃料と共にランス管から吹き込まれるのではなく、自
熔炉法およびインコ式フラッシュスメルテイング法では
、鉱石と酸素富化空気とをランス管の外、つまり炉内に
て混合させている。また、鉄鋼の転炉にあっては、不燃
性である溶剤あるいは酸素（０２）のみを炉内に吹き込
んでいる。

また、本発明のように、硫化金属鉱＼流動性固体燃料等
の燃性物質を酸素富化空気と共に吹錬する方法にあって
は、過去、その酸素濃度３８％までの実績しかなく、そ
の酸素濃度を更に上昇させることができなかった。これ
は、下記の理由にょる０ ■　鉱石を酸素富化した空気と共に、ランス管を通じて
熔体中に吹錬するため、その空気を高い酸素濃度まで富
化させた場合、逆火による事故の発生が懸念された。

■　ランス管の消耗が激しくなり、ランス管の先端から
湯面までの距離が一定に保てず、酸素効率が悪化するお
それがあった。

なお、粉じんの爆発には、（イ）可燃性、（ロ）微粉状
態、イ＼）支燃性ガス中での攪拌と流動、に）発火源の
存在の各種条件が必要となる。そして、粉じんの燃焼機
構は、ガスに比較すると複数であって多くの要素が関係
し、その火炎伝播速度は、粉じん濃度、粉じん粒径、粉
じんの熱伝導率、粉じんの比熱、酸素濃度に影響される
。したがって、定量的な数値を明確に決めることは困卸
であって、むしろ相対的な比較丙として危険性を論する
場合が多い。文献によれば、３０％揮発分炭じん系のジ
ェット混合空気の場合には、火炎伝播速度が最高１３　
ｍ　／ｓｅｃであるとか、ガスの燃焼速度については、
それの最も速いものが水素アセチレンであつ全工学便覧
：コ四す礼）、それらを単純にあてはめることはできな
い。

本発明者らは、上記種々の事情を考慮した上、酸素富化
した送風空気と共に燃性物質をランス管から炉内に吹錬
する溶錬方法について種々検討し、そして火炎伝播速度
よりもランス管内の送風流速が速い場合には逆火のおそ
れがないとの結論のもとに、種々のテストを行なった結
果、ランス管内流速を所定の速さ以上に設定することに
よって、送風空気の酸素濃度を充分に高めることができ
るという事実を見いだした。この発明は、このような知
見に基づいてなされたものである。

すなわち、この発明は、送風空気の酸素濃度を４０％以
上とし、かつランス管内流速を１５０ｍ／　Ｓｅｃ以上
として操業することを特徴とするものである。

実際、消耗型のランス管を用いて吹錬している溶錬炉に
おいて、粉状あるいは粒状の硫化金属鉱および溶剤を主
成分とした溶解原料に、酸素富化した空気を加えて、そ
れらのランス管内流速を１５０　ｍ　／ｓｅｃ以上とし
て、酸素濃度をしだいに高め、これらを炉内に装入し溶
解せしめて、カワと鍛を生成させた。その結果、ランス
管内の送風空気の酸素濃度を９０％の高濃度まで高めて
も逆火のおそれがないことを見い出した。これは、ラン
ス管内流速の１５０　ｍ　／ｓｅｃが火炎伝播速度より
も充分速いことによる。

そして、ランス管の継足時等に、鉱石搬送用のランス空
気を停止させる場合は、まず、鉱石の供給停止後、ラン
ス管内流速を同じ速度に保ちながら、酸素を空気に置換
して酸素濃度を下げ、そして送風全停【Ｆ、させた。送
風開始に当っては、その逆の順序で行なった。これは、
酸素濃度が高いままランス管内流速を下がると、逆火の
おそれがあるからであって、酸素濃度が高いまま送風を
停止すると、ランス管の壁の磁石やランスヘッダーのシ
ール部あるいは送風ゴムホーム管に着火があった。そし
て、送風空気の送風開始および送虱停ｆトに際して、ラ
ンス管内流速が１５０　ｍ　／ｓｅｅ以下のときは、送
風空気の酸素濃度を４０％以下とすれば逆火のおそれが
ないことを見い出した。

この発明では、ランス管内の送風開始に当って、ランス
管内流速が１５０　ｍ　／ｓｅａ以上になるまでは酸素
濃度を４０％以上には上げず、流速を１５０ｍ／ｓｅＣ
以上に保った後に、酸素濃度を４０％以上に上げる。ま
た、ランス管内の送風停止に当って、ランス管内流速が
１５０　ｆｆＩ／ｓｅａよりも下がるときには、酸素濃
度を４０％よりも下げる。

このため、ランス管内における逆火は発生しない。また
、ランス管の溶損および酸素効率については、従来と比
較し全く差異はなかった。

ゆえに、操業時において・酸素富化した送風空気の酸素
濃度を充分にかつ安全に上げることかでさ、この結べ鉱
石中のイオｍ５）ａ（Ｆ１３）の酸化熱？利用して、大
幅な燃料節減と図ることができ＆ぼた排ガスの大幅な減
少によって、後続の硫酸工場の省力化と図ることができ
＆ぼた、溶錬炉に備えた加熱用バーナーのオイルの減少
に伴って・バーナー火炎によるレンガの損耗が減少す＆
心のように、本発明は、前述したような近年の情勢に好
適に対応するもσ）である。

次に・実施例によって、本発明をざらに詳細に説明する
。

実施例では、下記の品位ＶＣ調合された鉱石と用い、そ
してランス管内流速ｋ　１５０　ｍ　／ｓｅｃとして、
送風空気の酸素濃度？変えた。なお、ここでは、第１図
に（イ）で示されるランスの内管から供給される原料搬
送用空気と（ロ）で示される外管から供給される酸素富
化空気とを合わせて送風空気という。

ｆた原料搬送用空気と酸素富化空気がら富化酸素？除い
た供給空気と合わせてランス空気という。

調合鉱・・・・・・銅（Ｃｕ）：２５．３、鉄（Ｆｅ　
）　：　２８．０、イオウＣ８）：３０．８、二酸化硅
素（Ｓｉ（Ｊ２）：２４、−［ヒカルシウＡ　（Ｃａ（
Ｊ　）：　０．５−（単位：　重鵬ｓ　）　。

〈実施例１〉実施例（曲　送風空気の酸素濃度・・・・・・・・・・・・・
・・・・・３９％オイル量・・・・・・・・・・・川・
・・・・・・９４０１／Ｈｒ排ガス盪・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・４５０　ＤｒｙＮｍ”／１−
１ｒ亜硫酸ｉｚ（８０２ｍ度・・・−・・２２．６％こ
び〕ようなテストによっては、逆火の発生はなかった。

〈実施例２〉実施例（１）、（１１）の条件はくテストｌ〉と同じ６１１）
送風空気の酸素濃度・・・・・・・・・・・・・・・・
・・５４５　％オイル量−・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・４２３／Ａ−Ｔｒ排ガス
量・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・２Ｚ４Ｔ）ｒｙＮｙＭ（ｒ亜硫酸ガス（８
０２）濃度・・・・・・・・・６６５％このようなテス
トによっても逆火の発生はなかった。

く実施例３〉実施例（ｉ）、（ｉｉ）の条件はくテスト１〉と同じ。

（ｉｉｉ）　　送風空気の酸素濃度・・・・・・・・・
・・・・・・６８２％オイル量・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・１６４１７￥ト排ガ
ス量・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・１８ξ−階Ｚセ実施例（（）、（ｉ；）の条件はくテスト１〉と同じ。

（１１）送風空気の酸素濃度・・・・・・・・・・・・
・・・７５７％オイル用　・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・６０　ｅＡＪｒ排ガス附　・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１５　
ＯＮｎ”Ｊ（ｒ亜硫酸ガス（ＳＯ２）濃度・・・・・・
６６Ａ％このようなテストによっても逆火の発生はなか
った。

〈実施例５〉上記（１）、（１１）の条件下にて、酸素濃度を更に上
昇させた。

ところが、この場合には、炉のヒートバランスがとれず
、オイルの使用量を皆無としても熱が余るので、酸素濃
度の上昇のみを図るテストは中止した。

〈実施例６〉上記〈実施例４〉の条件下にて、送風空気のランス管内
流速を１５０　ｍ　／ｓｅｃにした後、９８％酸素を液
酸ラインより導入して、送風空気の酸素濃度を９０％に
まで上昇させた。

（１１）この場合、逆火の発生は全くなく、ランス管の消耗程度
にも特別変化がなかった０なお、酸素濃度と９０％以上
とすることは、鉱石輸送に空気？使っているためにでき
なかった。

【図面の簡単な説明】

図面はランスの概略図である。（イ）・・・・・・内管、（ロ）・・・・・・外管。出願人三菱金属株式会社（１８８− イ）〔口）

Claims

【特許請求の範囲】

硫化金属と溶剤な主成分とした溶解原料に流動性固体燃
料を配合し、これを酸素富化した送風空気と共に、消耗
型ランス管から連続的に炉内溶湯に装入し吹錬する溶錬
方法において、送風空僚１の酸素濃度を４０％以上とし
、かつランス管内流速を１５０　ｍ　／ｓｅｃ以上とし
て操業することを特徴とする硫化金属鉱の溶錬方法。