JPS59179727A - クロム鉱石の予備還元法 - 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】 本発明は、クロム鉱石の予備還元法に関するものであり
、どくに流動層反応炉を１ｌＩ２止り、１の先還元領１
或と酸化りＩＩム還元促）仏領域どに分１−Ｊ　、　３
’３元剤どじでの炭化水素含有カスを］−どして醇化り
［１ム還元促進領域に供給しく多段流動１ｔｃｉ　ｊ、
潰似の効果を得るようにしたｈ法につぃＣ押環りる６の
Ｃある。

従来技術の説明 近汗、酸化ａ、または酸化クロ１１等の各種金属酸化物
を含有する鉱す原料は、塊状鉱石が減少しく粉状もしく
は粒状の＃７Ａ石が多くなっ’ＣＪ３す、その傾向は今
後ますまづ顕著になるど予想される。

こうした現状に鑑み、最近かがる粉、粒状鉱石を直接使
用しくＭ錬する幾つかの技術ｌバｇ’５　Ｈ’、、　−
１ぎた。例えば、流動層を用いて粉、粒状鉱石をＹ備還
元し、その後この予備還元鉱を電か、転炉その他の溶解
炉で′溶融還元りるｊ）法宿がイれＣ′ある。

また、ぞの他に６、アーク炉やブーノズマあるいは純酸
素を利用りる炉を用いＩＪ　Ｔ　ＩＲｆ＋　３’ｉ　ｉ
シ鉱石を粉粒状のまま溶融ｊｑ元する方式も１１？桑さ
れている。

しかし、ト述した従来技術にあっ（ＬＬ、いＪれし技術
的Ｊ５よび経汎的に解決を要４る多くの課題が残されて
Ｊ′３つ、実用に供されていないものも多くある。

そこで最近は最も進歩的なものとして、電力によらない
で酸化物を還元する方法が、例えばフェロクロムその他
のフェロアロイ製造技術どして具体化されている。例え
ば、本発明者らの提案にかかる流動層予備還元炉と竪型
溶融還元炉との結合にかかる装置を用い、粉粒状鉱石か
ら直接フェロアロイを製造する方法等がそれである。こ
の本発明者らの提案にかかる技術は、金属酸化物含有鉱
石の予備還元に必要な還元剤ｄ−３よび熱の供給源とし
て、前工程の溶融還元炉の高温排ガスを利用して流動層
形成により予備還元する方法であり、粉、粒状鉱石を塊
成化することなく直接使用できる点で前述の方法に比べ
ると低コストで溶融金属の製造が可能である。

ただ、かような改良された予備還元方法にあっても、例
えばクロム鉱石のようなＨａ元性鉱石を予ｆｆｆｆｔ還
元する場合、溶融還元炉からの高温の排カスを還元ガス
として使用すると、鉱石中に含まれる酸化鉄に比し、酸
化り［］ムの方が還元されにくいので、クロム鉱石全体
としての予備還元率が上がらないという問題点が残され
でいた。

さらに本発明者らは、クロム鉱６の予備還元方法どじで
重油やイ」炭などを使って予備還元Ｊる方法について特
開昭５７−０３２３５１号としＣ提案し／ｊが、この方
法の場合反応炉内温度を１１００・〜１３００℃に保持
した高温での１７元が必要であった。

このような事情からクロム鉱石をもつと低温で還元する
技術についＣ検問したところ、ｊ茗元剤どしＣメタン竹
の飽和炭化水素系のカスがｈ効であることが判った。

一般に、メタンの還元力は、ｌ−１２，ＧＯよりも優れ
ている。ジなわら、反応炉内温度１１００℃においＣ１
Ｈ２，ＣＯを用いてクロム鉱石を還元する場合、り［１
ム鉱石中のＦｅＯやＦｅ２Ｏ２の還元はＪ：＜進むが、
Ｃｒ２Ｏ３の還元は著しく悪い。

これに対し、メタンを用いると、Ｆｅｄ。

Ｃ；ｒ２０３の両方の還元ともによく進むのである。

ここで問題となるのは、このメタンを還元カスとして使
用すると価格が高いのが欠点である。

発明の目的と要旨の説明 本発明は、少量のメタン使用で上記の問題点を回避する
ことに併け、高還元率を達成することを目的とし、Ｃｒ
　９４　？’ｉ中のＦｅＯヤＦｅ　２０３どＣｒ２Ｏ３
の還元性のちがいに着目して、難還元性のＣｒ２Ｏ３の
還元についＣは主として特定の領域でメタン等の炭化水
素含有ガスによって行い、易還元性のＦｅＯやＦｅ　２
０３の運）［はＣ０９Ｈ２によってする２段階の予備還
元を行うようにづることＣ１従来技術の問題点を解決し
たのである。

発明の構成、作用の説明 従来、還元剤の供給については、予め流動化還元カス中
に混合しておく方法や多段流動層を使って同じガス成分
を通す思想もあるが、ガスが有効に利用されないとか流
動層が複雑になるなどの欠点が見られた。

これに対しＣ１本発明のように、クロム鉱石について、
ＣＨ４を主成分どする還元剤を反応の後半に使うことで
、著しい還元率の向上が得られることが判った。

リーなわら、表−１の還元ガス成分のものを使い、クロ
ム鉱石２眩を、内径８０關の流動層反応炉に入れて１１
００℃で還元しｌ〔。

表−１ガス組成 な（１３、還元率は、化学分析によつＵ　１％だＴ、Ｆ
ｅ％、Ｓｏ、ｃ、Ｆｅ％、Ｔ、Ｃｒ％、ｓｏｂ。

Ｃｒ％を用いて、（１）〜（３）式で定義した。

鉄還元ＩＲＦｅ　　＝　（ｓｏｆ、　　トｃ　、／王、
Ｆｅ）Ｘ　　１００（％）　　・・・　（１）Ｏｒ還元
率ＲＯｒ＝＜ｓｏρ、Ｃｒ　／”Ｔ、ＣＩ’　）ｘｌｏ
ｏ（％）　　・・・　（２） その結果、表−２に示すように、Ｃｒ１４を同じ流量流
しても、後半のみに流した実施例Ｂの方が還元率が高く
、Ｃｒ２０ａの還元により有効であることが判る。

表−２ 第１図は、本発明の実施に用いる流動層形式による扮、
粒状鉱石の予備還元炉の例を承り。この−７；備還元か
１はだＣ型で、その胴部（炉側壁）の一方に粉、粒状ク
ロム鉱石の原料供給口４を具えＣ８３す、ここには鉱石
ホッパー７からの鉱石炉内に供給づるための供給装置６
が設置しＣある。また、鉱石を滞留させるために炉内（
流！ＩＩ層２域）に設置したガス分散板（火格子）３Ｆ
に当る炉下部には、高温の流動化還元ガス導入口ε３が
開口させである。この流動化ｉ１元ガスとしＣは、加熱
炉、還元ガス発生炉あるいは溶融還元炉から発生した高
温の排ガスを使い、還元剤ならびに流動化ガスどする。

かかる流動化還元ガスを炉内に導入Ｊることにより、ガ
ス分散板３上の粉、粒状クロム鉱石を流動化させ流＃層
２を形成させることにより流動還元が−できる。なお、
分散板３下の一方に片寄って配置した図示の９としＣ示
づ開口は還元剤としてメタンなどの炭化水素含有ノｊス
を供給するための主としＣクロムの還元に供りる還元剤
供給口である。また図示の１０は排ガスの排出口で、こ
こを通じＣ排出される流動層２からの排出ガス中には、
タストを多量に含有するのでサイクロンを通じて除ゆす
る。一方、予備還元生成物は、ＪＪｉ出管出土５排出し
Ｃ１次工程の溶ｈ１：還元炉などへ移送覆る。

本発明は上述の予備還元炉に対し、その内部に複数個の
通孔１２を設けた仕切板１３を取付け、該炉内を層別供
給側の酸化鉄優先還元領域２ａど予備還元生成物排出側
の酸化クロム還元促進領域２１）とに区分し、原料供給
４より受は入れたクロム粉鉱石が流動化しながら前記通
孔１２を介して反対の排出側酸化クロム還元領域２１）
にシフ１〜されるように構成する。

そして、炉底部からは溶融還元炉（図示せず）発生排ガ
スを好適例とするＣｏ、Ｎ２　、Ｈ２含有の高温の流動
化還元ガスを導入し、炉内流動化域２のクロム鉱石を流
動化させ、まず酸化鉄優先還元額ｂ＝５２ａにａ３い（
酸化鉄を優先的に還元し、次いで主として酸化鉄のみが
１７元された状態の鉱石が通孔１２を経て排出側に移動
するので、ここにメタン、プロパン等の飽和炭化水素系
のガス（Ｃｍ［・１ｎ）（あるいはエチレン等の不飽和
炭化水素系のものでもよい）を好適例と覆る還元剤を供
給口９を通して導入することにより、該排出側の酸化ク
ロム還元促進領域２ｂにおいて、勤３平元性のクロム酸
化物を金属クロムに還元する。

発明の実施例と効果の説明 第１図に示す予備還元炉を用い、その炉内に、クロム鉱
石：フィリピン産クロム鉱石 組成：　Ｃｒ　２０３　　　　４９，２％Ｆｅ　Ｏ２３
，８％ 粒径：２８〜４８メツシユ　　　７．９％４８〜１００
メツシユ　８６．７％ １００メツシユ以下　５．４％ なるクロム鉱石を装入する一方、ＣＯ：３６％。

Ｈ２：２％、Ｎ２：６２％の成分の高温流動化還元ガス
を、導入口８を通して供給し、また供給口９からはメタ
ンを含有するコークス炉発生ガスを前記酸化クロム還元
促進領域２ｈ中へ供給し、所定の時間予備還元をした。

その結果を表−３に示すが、メタン含有ガスを炉内に一
様に流した従来例に較べると、本発明法の還元寧がよい
ことが明らかである。

表−３ 、従来法゛　本発明法 □ １還元率　（Ｒ，）　　　４・８％　　　　：６３　％
第］区分二酸化鉄優先還元領域 第２区分二酸化クロム還元促進領域 なお、前記仕切板は、第２図に示す炉内を２分するもの
の他、第３図に示すように、炉内を３分割以上するもの
でもよく、より一層のクロム還元率の向−［が期待でき
る。

以上説明したように本発明によれば、少ないｊＶ元剤使
用量で高い予備還元率を達成することがで凸゛、Ｎ　’
ｒＷ元のり【」ム鉱石を経済的に予備還元づることかで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明法の実施に用いる予備還元炉の一例を
示す路線図、 第２図、第３図はいずれも本発明Ｃ゛用いる予備還元炉
の異なる実施態様の水平断面図である。 ２ａ・・・酸化鉄優先還元領域 ２ｂ・・・酸化りし］ム還元促進領域 ４・・・原料供給］］５・・・予備還元生成物排出口９
・・・還元剤供給【」１２・・・通孔１３・・・仕切板 Ｏ ２ ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炉底部より高温の流動化還元ガスならびに還元剤を
   導入し、流動層反応炉内の流動化域に臨む一方に設けた
   原料供給口からクロム粉鉱石を供給し、その他方の側に
   設【プた排出口より予備還元生成物を取出すようにした
   クロム鉱石の予備還元法にｄ３いて、 上記流動層反応炉内に復数の通孔をもつ仕切板を設ｉプ
   、原料供給側の酸化鉄優先還元領域と予備還元生成物排
   出側の酸化クロム還元促進領域とに区分し、供給側に受
   は入れたクロム粉鉱石を通孔を介して排出側に移動させ
   る間の流動化反応に当り、上記還元剤については主とし
   ′Ｃ酸化クロム還元促進領域に導入することによって予
   備還元反応を行わせることを特徴とづ−るクロム鉱石の
   予備還元法。