JPS628489B2 - - Google Patents
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- JPS628489B2 JPS628489B2 JP54112263A JP11226379A JPS628489B2 JP S628489 B2 JPS628489 B2 JP S628489B2 JP 54112263 A JP54112263 A JP 54112263A JP 11226379 A JP11226379 A JP 11226379A JP S628489 B2 JPS628489 B2 JP S628489B2
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Description
本発明は硫化金属鉱中の硫黄対金属比が低下し
た場合でも、該硫化金属鉱の連続製錬を安定して
行なうことを可能ならしめる硫化金属鉱の連続製
錬法に関する。 本出願人はすでに硫化金属鉱の連続製錬法を特
開昭50−15703号公報において開示している。こ
の開示された連続製錬法（以下、従来法という）
は硫化金属鉱と溶剤とを主成分とする溶解原料に
燃料、空気を適宜配合してあらかじめ設定された
反応条件に適応する割合としたものを、溶錬炉の
反応生成物である溶体中に単位時間当り所定の供
給量をもつて直接かつ連続的に装入して溶解させ
て〓と〓を生成せしめ、その際製錬炉で生成する
製錬炉〓を固化粉砕して上記溶錬炉の溶体中に実
質的に連続的に吹送して該製錬炉〓中に含まれた
目的金属の大部分を上記〓に吸収せしめる第一工
程の溶錬工程と溶錬工程における生成物全量を分
離槽に送り〓と〓に分離する第二工程の分離工程
と分離工程からの〓に空気、溶剤、冷剤を適宜配
合し、これを連続的に製錬炉に装入して該〓中の
鉄分及び硫黄分の酸化反応により、目的金属と上
記製錬炉〓とを連続的に生成せしめる第三工程の
製錬工程とよりなり、これらの３工程を連続一貫
して行なうことによつて高い熱効率のもとで、目
的金属を高収率で回収することを可能とするもの
である。 しかるに、最近の鉱石事情、すなわち硫化金属
鉱石、たとえば、銅鉱石は鉱床の変化ならびに選
鉱技術の発達ぬ伴い、Ｓ／Cu（重量％）が低下
し、銅品位の上昇が見られる傾向にある。たとえ
ば、ある一種の主要輸入銅鉱石は従来Cu28.5
％、S33.4％、Fe28.6％であつたものがCu31.8
％、S27.2％Fe25.8％と変化している。 また、この硫化金属鉱の連続製錬法は他の製錬
法と比較して鉱石事情の変化に対する適応性にお
いてすぐれているが、きわめて高品位の鉱石処理
の場合、たとえば、原鉱のＳ／Cuが著しく低下
した場合には原鉱に対する空気あるいは酸素富化
した空気の割合が、目標〓品位を保持するため
に、通常の品位鉱処理の場合より低下することに
なるが、そのため次のごとき問題が発生してい
る。 (1) 鉱石中の鉄分および硫黄分の酸化反応熱が低
下する。 (2) 溶体の撹拌が弱化し、反応効率が低下する。 (3) (2)のために溶体温度の低下が生じ、〓の粘性
が増大し、流動性が悪化する。 (4) 溶体の撹拌力の低下による溶解反応の鈍化お
よび派生的に生ずる溶体の温度低下による粘性
増大のため、スラグロスが増加する。 (5) 上記の溶体温度低下を補うため、バーナ焚き
量が増大する。 (6) バーナ焚き量が増大するため、バーナフレー
ムによる炉壁の溶損が進行し、炉の寿命を短く
する。 (7) 排ガスの温度が上昇し、排ガス系のトラブル
が発生する。 (8) ランス送風量が減少すると、ランス冷却効果
が低下しかつ(5)による炉内雰囲気温度の上昇に
よりランスの消耗が発生し、ランスが消耗して
湯面より離れると、上記(1)〜(7)の現象が送風量
の正常な場合でも起こる。 このように、従来法はきわめて高品位の硫化金
属鉱処理には有効に適応できず、硫化金属鉱の連
続製錬を安定して行なうことは困難であつた。 第５図は硫化金属鉱として銅精鉱を用いる場
合、〓品位を65％とするための銅精鉱中の銅品位
と硫黄品位の下限との関係を示すグラフ図であ
る。この場合の上記溶錬炉で生成される〓は
Cu2SとFeSとからなる中間生成物であり、従つ
て〓品位に関与する硫黄量は必要であるが、酸化
反応熱に関与する硫黄量は流動性固体燃料、たと
えば粉炭中の炭素と水素で代替させることができ
る。通常の〓品位は65％を目標値としているの
で、それに見合つた〓中の硫黄は22％である。 いま、〓の銅品位65％、銅精鉱中の銅品位30％
と仮定すると、第５図に示すように、10.15の硫
黄品位で操業可能である。たとえば、〓品位５％
で銅精鉱中の銅品位28〜32％の場合、銅精鉱中の
硫黄品位の下限は第５図に示す範囲である。それ
以下の硫黄品位の場合は〓品位を上げなければな
らない。 本発明は上記の従来法の欠点を解決し、硫化金
属鉱中の硫黄と金属比が低下した場合でも、該硫
化金属鉱の連続製錬を安定して行なうことを可能
ならしめる硫化金属鉱の連続製錬法を提供するも
ので、その要旨とするところは、硫化金属鉱と溶
剤との混合物からなる原料に空気と流動性固体燃
料を適宜配合し、これを連続的に溶錬炉に装入し
溶解せしめて〓と〓を生成させ、その際製錬炉か
らの製錬炉〓を固化粉砕して連続的に該溶錬炉に
装入して該製錬炉〓中に含有された目的金属の大
部分を上記〓中に吸収せしめる溶錬工程と該溶錬
工程の生成物を金属分離槽に移送して〓と〓とに
分離する分離工程と該分離工程からの〓に溶剤と
空気を適宜配合し、これを連続的に該製錬炉に装
入し、目的金属と上記製錬炉〓とを生成する製錬
工程とよりなる硫化金属鉱の連続製錬法におい
て、あらかじめ該溶錬工程の溶錬炉に装入する上
記原料の溶解を促進するに足る溶体の所要撹拌を
確保するための最低送風量を操業条件に応じて設
定しておき、該溶錬炉に装入される硫化金属鉱品
位および該溶錬炉で生成される〓及び〓の品位に
基づいて目標〓品位を保持すべく計算された酸化
用送風量とともに、該硫化金属鉱品位に対応して
該最低送風量保持に必要な補充空気とそれに見合
う流動性固体燃料をランスを介して直接上記溶体
内に吹送し、かつ該製錬工程の製錬炉内の溶体中
の鉄分、硫黄分等の被酸化成分の効果的な酸化と
該溶体内のより急速な熱伝達に必要な該溶体の所
要撹拌を確保するための最低送風量を該製錬炉に
装入される〓品位及び空気中の酸素量に応じて設
定しておき、上記分離槽からの〓の成分及び量、
冷剤の成分および量等に基づいて計算された酸化
用送風量とともに該〓品位に対応して該最低送風
量の保持に必要な補充空気量とそれに見合う流動
性固体燃料をランスを介して直接上記溶体内に吹
送することを特徴とする硫化金属鉱の連続製錬
法、にある。 次に本発明を図によつて説明する。 本発明において使用される流動性固体燃料は粉
状の固体燃料であればよく、石炭、木炭、コーク
ス、ノコ屑、固体炭素、硫黄、プラスチツク、ゴ
ム等を含む。以下、硫化金属鉱として銅精鉱を、
また流動性固体燃料として粉炭をそれぞれ使用す
る場合について述べる。 第１図は本発明の一実施例の溶錬工程における
システムフロー図、第２図は第１図の溶錬工程に
おける銅精鉱と溶剤と粉炭の装入設備の概略図、
第３図は第１図の溶錬工程の溶錬炉の断面図、第
４図は第１図の実施例の製錬工程の製銅炉の断面
図、第６図は第１図の溶錬工程において銅精鉱給
鉱量25T／hr、生成〓品位65％、80％酸素2500N
m3／hr、３インチランス５本使用時の銅精鉱中の
Ｓ／Cuとランス風速、重油量との関係を示すグ
ラフ図である。 まず、本発明の溶錬工程について述べる。 第１図において、溶錬工程の溶錬炉に装入され
る銅精鉱品位、溶剤品位及び溶錬炉で生成する〓
および〓の品位に基づいて、銅精鉱トン当りの反
応必要酸素量及び必要溶剤量が計算され、物量デ
ータ収集後、送風量計算および温度制御計算がな
されて送風量びバーナ重油量が決定される。本発
明は溶錬炉で生成する〓の品位を目標〓品位に保
持するために、上記送風量計算値、すなわち酸化
用送風量があらかじめ設定してある最低送風量を
下廻る場合には上記酸化用送風量とともに該硫化
金属鉱品位の上昇度に対応して該最低速風量保持
するに必要な補充空気量とそれに見合う粉炭を直
接溶体内に装入するシステムである。 上記あらかじめ設定してある最低送風量とは溶
錬炉内の溶体撹拌が充分行なわれ、溶錬炉内に装
入される原料の溶解が充分促進されうる空気量で
あり、この最低空気量を操業条件に応じて設定し
ておくのである。 いま、上記のごとき鉱石事情により、銅精鉱中
のＳ／Cuが低下し、高銅品位の銅精鉱を処理す
る場合は該Ｓ／Cuの低下により上記送風量計算
値すなわち酸化用送風量があらかじめ設定してお
いた最低送風量を下廻る場合には上記酸化用送風
量とともに該硫化金属鉱品位の上昇度に対応して
上記のように常時その最低送風量保持するに必要
な補充空気量とそれに見合う粉炭が装入されるの
である。この装入される粉炭は上記のように物量
データ収集され、熱計算されて、それに対応して
バーナ重油量は減少される。この場合の重油、粉
炭、銅精鉱中の硫黄の発熱量、有効発熱量、燃焼
空気量の関係は次の表に示される通りである。
た場合でも、該硫化金属鉱の連続製錬を安定して
行なうことを可能ならしめる硫化金属鉱の連続製
錬法に関する。 本出願人はすでに硫化金属鉱の連続製錬法を特
開昭50−15703号公報において開示している。こ
の開示された連続製錬法（以下、従来法という）
は硫化金属鉱と溶剤とを主成分とする溶解原料に
燃料、空気を適宜配合してあらかじめ設定された
反応条件に適応する割合としたものを、溶錬炉の
反応生成物である溶体中に単位時間当り所定の供
給量をもつて直接かつ連続的に装入して溶解させ
て〓と〓を生成せしめ、その際製錬炉で生成する
製錬炉〓を固化粉砕して上記溶錬炉の溶体中に実
質的に連続的に吹送して該製錬炉〓中に含まれた
目的金属の大部分を上記〓に吸収せしめる第一工
程の溶錬工程と溶錬工程における生成物全量を分
離槽に送り〓と〓に分離する第二工程の分離工程
と分離工程からの〓に空気、溶剤、冷剤を適宜配
合し、これを連続的に製錬炉に装入して該〓中の
鉄分及び硫黄分の酸化反応により、目的金属と上
記製錬炉〓とを連続的に生成せしめる第三工程の
製錬工程とよりなり、これらの３工程を連続一貫
して行なうことによつて高い熱効率のもとで、目
的金属を高収率で回収することを可能とするもの
である。 しかるに、最近の鉱石事情、すなわち硫化金属
鉱石、たとえば、銅鉱石は鉱床の変化ならびに選
鉱技術の発達ぬ伴い、Ｓ／Cu（重量％）が低下
し、銅品位の上昇が見られる傾向にある。たとえ
ば、ある一種の主要輸入銅鉱石は従来Cu28.5
％、S33.4％、Fe28.6％であつたものがCu31.8
％、S27.2％Fe25.8％と変化している。 また、この硫化金属鉱の連続製錬法は他の製錬
法と比較して鉱石事情の変化に対する適応性にお
いてすぐれているが、きわめて高品位の鉱石処理
の場合、たとえば、原鉱のＳ／Cuが著しく低下
した場合には原鉱に対する空気あるいは酸素富化
した空気の割合が、目標〓品位を保持するため
に、通常の品位鉱処理の場合より低下することに
なるが、そのため次のごとき問題が発生してい
る。 (1) 鉱石中の鉄分および硫黄分の酸化反応熱が低
下する。 (2) 溶体の撹拌が弱化し、反応効率が低下する。 (3) (2)のために溶体温度の低下が生じ、〓の粘性
が増大し、流動性が悪化する。 (4) 溶体の撹拌力の低下による溶解反応の鈍化お
よび派生的に生ずる溶体の温度低下による粘性
増大のため、スラグロスが増加する。 (5) 上記の溶体温度低下を補うため、バーナ焚き
量が増大する。 (6) バーナ焚き量が増大するため、バーナフレー
ムによる炉壁の溶損が進行し、炉の寿命を短く
する。 (7) 排ガスの温度が上昇し、排ガス系のトラブル
が発生する。 (8) ランス送風量が減少すると、ランス冷却効果
が低下しかつ(5)による炉内雰囲気温度の上昇に
よりランスの消耗が発生し、ランスが消耗して
湯面より離れると、上記(1)〜(7)の現象が送風量
の正常な場合でも起こる。 このように、従来法はきわめて高品位の硫化金
属鉱処理には有効に適応できず、硫化金属鉱の連
続製錬を安定して行なうことは困難であつた。 第５図は硫化金属鉱として銅精鉱を用いる場
合、〓品位を65％とするための銅精鉱中の銅品位
と硫黄品位の下限との関係を示すグラフ図であ
る。この場合の上記溶錬炉で生成される〓は
Cu2SとFeSとからなる中間生成物であり、従つ
て〓品位に関与する硫黄量は必要であるが、酸化
反応熱に関与する硫黄量は流動性固体燃料、たと
えば粉炭中の炭素と水素で代替させることができ
る。通常の〓品位は65％を目標値としているの
で、それに見合つた〓中の硫黄は22％である。 いま、〓の銅品位65％、銅精鉱中の銅品位30％
と仮定すると、第５図に示すように、10.15の硫
黄品位で操業可能である。たとえば、〓品位５％
で銅精鉱中の銅品位28〜32％の場合、銅精鉱中の
硫黄品位の下限は第５図に示す範囲である。それ
以下の硫黄品位の場合は〓品位を上げなければな
らない。 本発明は上記の従来法の欠点を解決し、硫化金
属鉱中の硫黄と金属比が低下した場合でも、該硫
化金属鉱の連続製錬を安定して行なうことを可能
ならしめる硫化金属鉱の連続製錬法を提供するも
ので、その要旨とするところは、硫化金属鉱と溶
剤との混合物からなる原料に空気と流動性固体燃
料を適宜配合し、これを連続的に溶錬炉に装入し
溶解せしめて〓と〓を生成させ、その際製錬炉か
らの製錬炉〓を固化粉砕して連続的に該溶錬炉に
装入して該製錬炉〓中に含有された目的金属の大
部分を上記〓中に吸収せしめる溶錬工程と該溶錬
工程の生成物を金属分離槽に移送して〓と〓とに
分離する分離工程と該分離工程からの〓に溶剤と
空気を適宜配合し、これを連続的に該製錬炉に装
入し、目的金属と上記製錬炉〓とを生成する製錬
工程とよりなる硫化金属鉱の連続製錬法におい
て、あらかじめ該溶錬工程の溶錬炉に装入する上
記原料の溶解を促進するに足る溶体の所要撹拌を
確保するための最低送風量を操業条件に応じて設
定しておき、該溶錬炉に装入される硫化金属鉱品
位および該溶錬炉で生成される〓及び〓の品位に
基づいて目標〓品位を保持すべく計算された酸化
用送風量とともに、該硫化金属鉱品位に対応して
該最低送風量保持に必要な補充空気とそれに見合
う流動性固体燃料をランスを介して直接上記溶体
内に吹送し、かつ該製錬工程の製錬炉内の溶体中
の鉄分、硫黄分等の被酸化成分の効果的な酸化と
該溶体内のより急速な熱伝達に必要な該溶体の所
要撹拌を確保するための最低送風量を該製錬炉に
装入される〓品位及び空気中の酸素量に応じて設
定しておき、上記分離槽からの〓の成分及び量、
冷剤の成分および量等に基づいて計算された酸化
用送風量とともに該〓品位に対応して該最低送風
量の保持に必要な補充空気量とそれに見合う流動
性固体燃料をランスを介して直接上記溶体内に吹
送することを特徴とする硫化金属鉱の連続製錬
法、にある。 次に本発明を図によつて説明する。 本発明において使用される流動性固体燃料は粉
状の固体燃料であればよく、石炭、木炭、コーク
ス、ノコ屑、固体炭素、硫黄、プラスチツク、ゴ
ム等を含む。以下、硫化金属鉱として銅精鉱を、
また流動性固体燃料として粉炭をそれぞれ使用す
る場合について述べる。 第１図は本発明の一実施例の溶錬工程における
システムフロー図、第２図は第１図の溶錬工程に
おける銅精鉱と溶剤と粉炭の装入設備の概略図、
第３図は第１図の溶錬工程の溶錬炉の断面図、第
４図は第１図の実施例の製錬工程の製銅炉の断面
図、第６図は第１図の溶錬工程において銅精鉱給
鉱量25T／hr、生成〓品位65％、80％酸素2500N
m3／hr、３インチランス５本使用時の銅精鉱中の
Ｓ／Cuとランス風速、重油量との関係を示すグ
ラフ図である。 まず、本発明の溶錬工程について述べる。 第１図において、溶錬工程の溶錬炉に装入され
る銅精鉱品位、溶剤品位及び溶錬炉で生成する〓
および〓の品位に基づいて、銅精鉱トン当りの反
応必要酸素量及び必要溶剤量が計算され、物量デ
ータ収集後、送風量計算および温度制御計算がな
されて送風量びバーナ重油量が決定される。本発
明は溶錬炉で生成する〓の品位を目標〓品位に保
持するために、上記送風量計算値、すなわち酸化
用送風量があらかじめ設定してある最低送風量を
下廻る場合には上記酸化用送風量とともに該硫化
金属鉱品位の上昇度に対応して該最低速風量保持
するに必要な補充空気量とそれに見合う粉炭を直
接溶体内に装入するシステムである。 上記あらかじめ設定してある最低送風量とは溶
錬炉内の溶体撹拌が充分行なわれ、溶錬炉内に装
入される原料の溶解が充分促進されうる空気量で
あり、この最低空気量を操業条件に応じて設定し
ておくのである。 いま、上記のごとき鉱石事情により、銅精鉱中
のＳ／Cuが低下し、高銅品位の銅精鉱を処理す
る場合は該Ｓ／Cuの低下により上記送風量計算
値すなわち酸化用送風量があらかじめ設定してお
いた最低送風量を下廻る場合には上記酸化用送風
量とともに該硫化金属鉱品位の上昇度に対応して
上記のように常時その最低送風量保持するに必要
な補充空気量とそれに見合う粉炭が装入されるの
である。この装入される粉炭は上記のように物量
データ収集され、熱計算されて、それに対応して
バーナ重油量は減少される。この場合の重油、粉
炭、銅精鉱中の硫黄の発熱量、有効発熱量、燃焼
空気量の関係は次の表に示される通りである。
【表】
上表の有効発熱量とは炉内で理論空気量を用い
て燃焼させた燃料の発熱量から排ガスとして1250
℃で出た場合の該排ガスの持ち去る熱量を差し引
いた炉内で有効に働く発熱量である。 第２図は粉炭装入設備である。図において、１
は乾燥された粉炭のホツパ、２はベルトフイダ
ー、３はウエイヤー、４はシユート、５は輸送チ
エンコンベヤである。上記のように計算された粉
炭量がホツパ１よりベルトフイダー２によつて切
り出され、ウエイヤー３で計量後、シユート４を
径て輸送チエンコンベヤ５に入り、溶錬炉頂装入
設備まで運搬される。銅精鉱、溶剤についても同
様である。 第３図は溶錬炉の断面図である。図において、
６はランス、７はバーナ、８は溶体流出孔、９は
波止、１０は溶体である。溶錬炉では鉱石（銅精
鉱）珪酸塩等の溶剤を主成分とする原料に粉炭お
よび空気を予定した反応条件に適する割合で適宜
配合したものを所定の供給速度で炉内の反応生成
物である溶体１０中に直接かつ連続的に装入す
る。その際、粉炭は第２図および第３図に示すよ
うに、原料と同じランス６を用いて原料とともに
溶体１０中に直接供給してもよく、また粉炭専用
ランスにより別に溶体１０中に直接吹送してもよ
い。溶体１０内に供給された粉炭は通常は炉内に
て完全に燃焼するが、過剰に供給された場合は未
燃粉炭が溶体１０上に浮遊し、溶体流出孔８から
流出することがある。そのため、炉の溶体出口に
波止３を取り付けることにより未燃粉炭の炉外へ
の流出を抑えることができ、未燃粉炭はやがて炉
内で燃焼しつくす。 第６図は銅精鉱給鉱量25T／hr、生成〓品位65
％、80％酸素2500Nm3／hr、３インチランス５本
使用時の銅精鉱中のＳ／Cuとランス風速、重油
量との関係を示すグラフである。ランス風速は次
の式で求められる。 ランス風速＝ランス１本当りの（送風量 ＋酸素量）／（3600秒×0.005m2） たとえば、従来ランス１本当り3300Nm3／hrの
送風量であつたが、〓品位の上昇により新たに計
算された時点で2700Nm3／hrに減少した場合、す
なわちランス風速が180ｍ／secから150ｍ／secに
低下した場合には銅鉱石給鉱量を一定に保持する
ためには、溶体酸化反応熱の減少を外部からの加
熱で補充しなければならない。この際、外部から
の熱補充は、たとえば通常のバーナから行なつた
場合には、ランス風速の低下に伴つて生ずる溶体
の撹拌現象の減少によつて溶体へのバーナ発生熱
の伝達率が低下し溶体の温度が下り、原料装入物
の溶解が有効に促進されないことが発生した。銅
鉱石中のＳ／Cuが低下した場合、所定の溶体撹
拌を得るための送風量を常時供給すると、〓品位
は上昇しつづけることから、上記普通銅精鉱操業
時、たとえばＳ／Cuが1.1の場合の給鉱停止等の
理由により、〓品位上昇の場合も短期的には同じ
レベルで考えて差支えない。 第６図において、たとえば最低ランス風速150
ｍ／sec、すなわち最低送風量11000Nm3／hrに設
定値を合わせると、銅鉱石中のＳ／Cuが0.9の場
合には送風量が3100Nm3／hr不足となる。上表か
ら、その最低送風量を保持するのに必要な補充空
気量見合いの粉炭量は408Kgである。粉炭量408
Kg／hrの発熱量は1346000Kcalであり、その発熱
量見合いの重油369が節減できる。これはモデ
ル計算値であるが、実操業においては〓品位が変
動し、また銅鉱石のＳ／Cuも異なるため、鉱石
トン当りの必要酸素量が増減し、それに合わせて
設定した最低送風量に基づいて粉炭装入量も増減
する。さらに、設定最低送風量は任意に設定可能
であり、設定値を上げることにより、ランス送風
量の許される範囲において任意に粉炭の用が可能
となる。 本発明は上述したように、粉炭を溶体中に直接
吹送するために、従来のバーナ加熱方式に比べて
溶体への熱伝達がよくなり、かつ溶体の撹拌が十
分行なわれるため溶解能力が向上し、溶体の流動
性も良くなるため生成物の炉外の流出もスムーズ
に行なわれ、同時に撹拌により〓と〓の接触が十
分行なわれ、懸遊している〓粒子は容易に粗粒化
し、沈降し、〓中の銅損失は少なくなる。また、
燃焼熱の溶体への伝達がよくなるため、炉内ガス
ゾーンの雰囲気温度と溶体との温度差を小さくで
きかつバーナ焚き量が減少する結果、バーナフレ
ームによつて溶損される炉壁の寿命が著しく延長
される。さらに、排ガスの温度を溶体の温度とほ
ぼ同一の温度まで低下させることができるので、
排ガスの後処理上きわめて有利である。上記粉炭
のランス吹込みは従来の重油バーナ設備を全く変
更することなく、実施することができ、しかも重
油の使用量の節減を可能ならしめるものであり、
この燃料源の粉炭への一部転換は現在の世界石油
事情からもきわめて意義あるものである。 次に、本発明の製錬工程について述べる。 製錬工程においても製銅炉への粉炭ランス吹込
みは上記の溶錬炉の場合と同様に実施することが
できる。 第４図は第３図の溶錬炉に対応する製銅炉の断
面図である。図において、１１はランス、１２は
分離工程からの〓入口、１３はバーナ、１４は粗
銅出口、１５は製銅炉〓出口、１６は溶体であ
る。すなわち、製錬工程の製銅炉内の溶体１６中
の鉄分、硫黄分等の被酸化成分の効果的な酸化と
溶体１６内のより急速な熱伝達に必要な溶体１６
の所要撹拌とを確保するための最低送風量を該製
銅炉に〓入口１２から装入される〓品位及び空気
中の酸素量に応じて設定しておき、上記分離槽か
らの〓の成分及び量、冷剤の成分及び量等に基づ
いて計算された酸化用送風量が〓装入量が減じた
場合、あるいは製銅炉酸化過剰の場合等に上記設
定量低送風量を下廻る場合には、該酸化用送風量
とともに該最低送風量の保持に必要な補充空気量
とそれに見合う粉炭をランス１１を介して直接上
記溶体１６内に吹送する。その際、発生する過剰
熱量は目的金属のスクラツプ等の冷剤の装入溶解
に使用され、全体の鉱石処理能力を増大させるこ
とを可能とする。さらに進めて、目的金属のスク
ラツプ等の冷剤装入溶解を行ない、全体の鉱石処
理能力を増大させるために、粉炭を装入制御する
ことができる。 以上において、硫化金属鉱が硫化銅である場合
の本発明について述べたが、ニツケル、コバルト
等の硫化鉱石の場合にも、本発明は適用できるこ
とはもろちろんである。 本発明は、以上のように、硫化金属鉱品位上昇
の場合でも、溶錬炉および製錬炉における炉内溶
体の有効な撹拌をつねに可能ならしめるように、
上吹きランスを介しての流動性固体燃料の溶体内
への直接吹送を制御することによつて、目的金属
を安定して大量かつ経済的に製造することを可能
ならしめる硫化金属鉱の連続製錬法を提供するも
ので、その工業的価値はきわめて高い。 次に、本発明を実施例によつて具体的に説明す
るが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実
施例に限定されるものではない。 実施例 溶錬工程の溶錬炉にそれぞれ毎時銅29.73％、
硫黄29.63％、鉄24.97％、珪酸6.58％よりなる銅
精鉱24.4T、珪砂3.4T、石灰0.1Tをゲージ圧２
Kg／cm2の最低送風量設定値11700Nm3／hrの空
気、2240Nm3／hrの酸素ガスとともにランスを通
じて溶錬炉内の反応生成物である溶体中に直接吹
送した。これら銅精鉱、珪砂、石灰はそれぞれ粒
径３ｍ／ｍ以下で水分１％以下まで乾燥したもの
を用い、ランスは３インチパイプ（内径80.1ｍ／
ｍ）５本を使用し、ランス内の流速は155ｍ／sec
であつた。このように、溶錬炉に装入される硫化
金属鉱品位および該溶錬炉で生成される〓および
〓の品位に基いて目標〓品位を保持すべく計算さ
れた酸化用送風量が上記最低送風量を下廻る場合
には、該酸化用送風量とともに、最低送風量保持
11700Nm3／hrに対し、最低送風量保持に必要な
補充空気量とそれに見合う粉炭873Kg／hrがラン
スを介して同じく溶体内に直接吹送された。それ
によつて、バーナ重油は1400／hrから931／
hrに減少し、溶体温度は1188℃から1213℃まで上
昇した。 溶錬炉で生成した〓と〓を全量次の分離工程の
分離槽に移送して〓と〓とに分離した。 次に、製錬工程の製銅炉にそれぞれ毎時分離槽
からの銅64.9％、硫黄21.83％、鉄9.91％からなる
〓11.5T、石灰0.7Tをゲージ圧２Kg／cm2の8240N
m3／hrの空気、1000Nm3／hrの80％酸素ガスとと
もに３インチランス４本を介して製銅炉内の反応
生成物である溶体内に直接吹送した。製銅炉内の
熱バランスは平衡を保つた状態にあり、バーナ重
油量はゼロになり、溶体温度1230℃で、製銅炉〓
中の銅は16％であつた。 送風量を最低送風量設定値10000Nm3／hrにし
たところ、過剰空気に見合う粉炭230Kg／hrがラ
ンスを介して吹送され、過剰熱量見合いのアノー
ド残基を4100Kg／hr装入することができた。溶体
温度は1230℃で製銅炉〓の銅は15％であつた。
て燃焼させた燃料の発熱量から排ガスとして1250
℃で出た場合の該排ガスの持ち去る熱量を差し引
いた炉内で有効に働く発熱量である。 第２図は粉炭装入設備である。図において、１
は乾燥された粉炭のホツパ、２はベルトフイダ
ー、３はウエイヤー、４はシユート、５は輸送チ
エンコンベヤである。上記のように計算された粉
炭量がホツパ１よりベルトフイダー２によつて切
り出され、ウエイヤー３で計量後、シユート４を
径て輸送チエンコンベヤ５に入り、溶錬炉頂装入
設備まで運搬される。銅精鉱、溶剤についても同
様である。 第３図は溶錬炉の断面図である。図において、
６はランス、７はバーナ、８は溶体流出孔、９は
波止、１０は溶体である。溶錬炉では鉱石（銅精
鉱）珪酸塩等の溶剤を主成分とする原料に粉炭お
よび空気を予定した反応条件に適する割合で適宜
配合したものを所定の供給速度で炉内の反応生成
物である溶体１０中に直接かつ連続的に装入す
る。その際、粉炭は第２図および第３図に示すよ
うに、原料と同じランス６を用いて原料とともに
溶体１０中に直接供給してもよく、また粉炭専用
ランスにより別に溶体１０中に直接吹送してもよ
い。溶体１０内に供給された粉炭は通常は炉内に
て完全に燃焼するが、過剰に供給された場合は未
燃粉炭が溶体１０上に浮遊し、溶体流出孔８から
流出することがある。そのため、炉の溶体出口に
波止３を取り付けることにより未燃粉炭の炉外へ
の流出を抑えることができ、未燃粉炭はやがて炉
内で燃焼しつくす。 第６図は銅精鉱給鉱量25T／hr、生成〓品位65
％、80％酸素2500Nm3／hr、３インチランス５本
使用時の銅精鉱中のＳ／Cuとランス風速、重油
量との関係を示すグラフである。ランス風速は次
の式で求められる。 ランス風速＝ランス１本当りの（送風量 ＋酸素量）／（3600秒×0.005m2） たとえば、従来ランス１本当り3300Nm3／hrの
送風量であつたが、〓品位の上昇により新たに計
算された時点で2700Nm3／hrに減少した場合、す
なわちランス風速が180ｍ／secから150ｍ／secに
低下した場合には銅鉱石給鉱量を一定に保持する
ためには、溶体酸化反応熱の減少を外部からの加
熱で補充しなければならない。この際、外部から
の熱補充は、たとえば通常のバーナから行なつた
場合には、ランス風速の低下に伴つて生ずる溶体
の撹拌現象の減少によつて溶体へのバーナ発生熱
の伝達率が低下し溶体の温度が下り、原料装入物
の溶解が有効に促進されないことが発生した。銅
鉱石中のＳ／Cuが低下した場合、所定の溶体撹
拌を得るための送風量を常時供給すると、〓品位
は上昇しつづけることから、上記普通銅精鉱操業
時、たとえばＳ／Cuが1.1の場合の給鉱停止等の
理由により、〓品位上昇の場合も短期的には同じ
レベルで考えて差支えない。 第６図において、たとえば最低ランス風速150
ｍ／sec、すなわち最低送風量11000Nm3／hrに設
定値を合わせると、銅鉱石中のＳ／Cuが0.9の場
合には送風量が3100Nm3／hr不足となる。上表か
ら、その最低送風量を保持するのに必要な補充空
気量見合いの粉炭量は408Kgである。粉炭量408
Kg／hrの発熱量は1346000Kcalであり、その発熱
量見合いの重油369が節減できる。これはモデ
ル計算値であるが、実操業においては〓品位が変
動し、また銅鉱石のＳ／Cuも異なるため、鉱石
トン当りの必要酸素量が増減し、それに合わせて
設定した最低送風量に基づいて粉炭装入量も増減
する。さらに、設定最低送風量は任意に設定可能
であり、設定値を上げることにより、ランス送風
量の許される範囲において任意に粉炭の用が可能
となる。 本発明は上述したように、粉炭を溶体中に直接
吹送するために、従来のバーナ加熱方式に比べて
溶体への熱伝達がよくなり、かつ溶体の撹拌が十
分行なわれるため溶解能力が向上し、溶体の流動
性も良くなるため生成物の炉外の流出もスムーズ
に行なわれ、同時に撹拌により〓と〓の接触が十
分行なわれ、懸遊している〓粒子は容易に粗粒化
し、沈降し、〓中の銅損失は少なくなる。また、
燃焼熱の溶体への伝達がよくなるため、炉内ガス
ゾーンの雰囲気温度と溶体との温度差を小さくで
きかつバーナ焚き量が減少する結果、バーナフレ
ームによつて溶損される炉壁の寿命が著しく延長
される。さらに、排ガスの温度を溶体の温度とほ
ぼ同一の温度まで低下させることができるので、
排ガスの後処理上きわめて有利である。上記粉炭
のランス吹込みは従来の重油バーナ設備を全く変
更することなく、実施することができ、しかも重
油の使用量の節減を可能ならしめるものであり、
この燃料源の粉炭への一部転換は現在の世界石油
事情からもきわめて意義あるものである。 次に、本発明の製錬工程について述べる。 製錬工程においても製銅炉への粉炭ランス吹込
みは上記の溶錬炉の場合と同様に実施することが
できる。 第４図は第３図の溶錬炉に対応する製銅炉の断
面図である。図において、１１はランス、１２は
分離工程からの〓入口、１３はバーナ、１４は粗
銅出口、１５は製銅炉〓出口、１６は溶体であ
る。すなわち、製錬工程の製銅炉内の溶体１６中
の鉄分、硫黄分等の被酸化成分の効果的な酸化と
溶体１６内のより急速な熱伝達に必要な溶体１６
の所要撹拌とを確保するための最低送風量を該製
銅炉に〓入口１２から装入される〓品位及び空気
中の酸素量に応じて設定しておき、上記分離槽か
らの〓の成分及び量、冷剤の成分及び量等に基づ
いて計算された酸化用送風量が〓装入量が減じた
場合、あるいは製銅炉酸化過剰の場合等に上記設
定量低送風量を下廻る場合には、該酸化用送風量
とともに該最低送風量の保持に必要な補充空気量
とそれに見合う粉炭をランス１１を介して直接上
記溶体１６内に吹送する。その際、発生する過剰
熱量は目的金属のスクラツプ等の冷剤の装入溶解
に使用され、全体の鉱石処理能力を増大させるこ
とを可能とする。さらに進めて、目的金属のスク
ラツプ等の冷剤装入溶解を行ない、全体の鉱石処
理能力を増大させるために、粉炭を装入制御する
ことができる。 以上において、硫化金属鉱が硫化銅である場合
の本発明について述べたが、ニツケル、コバルト
等の硫化鉱石の場合にも、本発明は適用できるこ
とはもろちろんである。 本発明は、以上のように、硫化金属鉱品位上昇
の場合でも、溶錬炉および製錬炉における炉内溶
体の有効な撹拌をつねに可能ならしめるように、
上吹きランスを介しての流動性固体燃料の溶体内
への直接吹送を制御することによつて、目的金属
を安定して大量かつ経済的に製造することを可能
ならしめる硫化金属鉱の連続製錬法を提供するも
ので、その工業的価値はきわめて高い。 次に、本発明を実施例によつて具体的に説明す
るが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実
施例に限定されるものではない。 実施例 溶錬工程の溶錬炉にそれぞれ毎時銅29.73％、
硫黄29.63％、鉄24.97％、珪酸6.58％よりなる銅
精鉱24.4T、珪砂3.4T、石灰0.1Tをゲージ圧２
Kg／cm2の最低送風量設定値11700Nm3／hrの空
気、2240Nm3／hrの酸素ガスとともにランスを通
じて溶錬炉内の反応生成物である溶体中に直接吹
送した。これら銅精鉱、珪砂、石灰はそれぞれ粒
径３ｍ／ｍ以下で水分１％以下まで乾燥したもの
を用い、ランスは３インチパイプ（内径80.1ｍ／
ｍ）５本を使用し、ランス内の流速は155ｍ／sec
であつた。このように、溶錬炉に装入される硫化
金属鉱品位および該溶錬炉で生成される〓および
〓の品位に基いて目標〓品位を保持すべく計算さ
れた酸化用送風量が上記最低送風量を下廻る場合
には、該酸化用送風量とともに、最低送風量保持
11700Nm3／hrに対し、最低送風量保持に必要な
補充空気量とそれに見合う粉炭873Kg／hrがラン
スを介して同じく溶体内に直接吹送された。それ
によつて、バーナ重油は1400／hrから931／
hrに減少し、溶体温度は1188℃から1213℃まで上
昇した。 溶錬炉で生成した〓と〓を全量次の分離工程の
分離槽に移送して〓と〓とに分離した。 次に、製錬工程の製銅炉にそれぞれ毎時分離槽
からの銅64.9％、硫黄21.83％、鉄9.91％からなる
〓11.5T、石灰0.7Tをゲージ圧２Kg／cm2の8240N
m3／hrの空気、1000Nm3／hrの80％酸素ガスとと
もに３インチランス４本を介して製銅炉内の反応
生成物である溶体内に直接吹送した。製銅炉内の
熱バランスは平衡を保つた状態にあり、バーナ重
油量はゼロになり、溶体温度1230℃で、製銅炉〓
中の銅は16％であつた。 送風量を最低送風量設定値10000Nm3／hrにし
たところ、過剰空気に見合う粉炭230Kg／hrがラ
ンスを介して吹送され、過剰熱量見合いのアノー
ド残基を4100Kg／hr装入することができた。溶体
温度は1230℃で製銅炉〓の銅は15％であつた。
第１図は本発明の一実施例の溶錬工程における
システムフロー図、第２図は第１図の溶錬工程に
おける銅精鉱と溶剤と粉炭の装入設備の概略図、
第３図は第１図の溶錬工程の溶錬炉の断面図、第
４図は第１図の実施例の製錬工程の製銅炉の断面
図、第５図は硫化金属鉱として銅精鉱を用いる場
合、〓品位を65％とするための銅精鉱中の銅品位
と硫黄品位の下限との関係を示すグラフ図、第６
図は第１図の溶錬工程において銅精鉱給鉱量
25T／hr、生成〓品位65％、80％酸素2500Nm3／
hr、３インチランス５本使用時の銅精鉱中のＳ／
Cuとランス風速、重油量との関係を示すグラフ
図である。第２図、第３図および第４図におい
て、 １……粉炭ホツパ、２……ベルトフイダー、３
……ウエイヤー、４……シユート、５……輸送チ
エンコンベヤ、６，１１……ランス、７，１３…
…バーナ、８……溶体流出孔、９……波止、１
０，１６……溶体、１２……〓入口、１４……粗
銅出口、１５……製銅炉〓出口。
システムフロー図、第２図は第１図の溶錬工程に
おける銅精鉱と溶剤と粉炭の装入設備の概略図、
第３図は第１図の溶錬工程の溶錬炉の断面図、第
４図は第１図の実施例の製錬工程の製銅炉の断面
図、第５図は硫化金属鉱として銅精鉱を用いる場
合、〓品位を65％とするための銅精鉱中の銅品位
と硫黄品位の下限との関係を示すグラフ図、第６
図は第１図の溶錬工程において銅精鉱給鉱量
25T／hr、生成〓品位65％、80％酸素2500Nm3／
hr、３インチランス５本使用時の銅精鉱中のＳ／
Cuとランス風速、重油量との関係を示すグラフ
図である。第２図、第３図および第４図におい
て、 １……粉炭ホツパ、２……ベルトフイダー、３
……ウエイヤー、４……シユート、５……輸送チ
エンコンベヤ、６，１１……ランス、７，１３…
…バーナ、８……溶体流出孔、９……波止、１
０，１６……溶体、１２……〓入口、１４……粗
銅出口、１５……製銅炉〓出口。
Claims (1)
- １ 硫化金属鉱と溶剤との混合物からなる原料に
空気と流動性固体燃料を適宜配合し、これを連続
的に溶錬炉に装入し溶解せしめて〓と〓を生成さ
せ、その際製錬炉からの製錬炉〓を固化粉砕して
連続的に該溶錬炉に装入して該製錬炉〓中に含有
された目的金属の大部分を上記〓中に吸収せしめ
る溶錬工程と該溶錬工程の生成物を全量分離槽に
移送して〓と〓とに分離する分離工程と該分離工
程からの〓に溶剤と空気を適宜配合し、これを連
続的に該製錬炉に装入し、目的金属と上記製錬炉
〓とを生成する製錬工程とよりなる硫化金属鉱の
連続製錬法において、あらかじめ該溶錬工程の溶
錬炉に装入する上記原料の溶解を促進するに足る
溶体の所要撹拌を確保するための最低送風量を操
業条件に応じて設定しておき、該溶錬炉に装入さ
れる硫化金属鉱品位および該溶錬炉で生成される
〓及び〓の品位に基づいて目標〓品位を保持すべ
く計算された酸化用送風量とともに該硫化金属鉱
品位に対応して該最低送風量保持に必要な補充空
気量とそれに見合う流動性固体燃料をランスを介
して直接上記溶体内に吹送し、かつ該製錬工程の
製錬炉内の溶体中の鉄分、硫黄分等の被酸化成分
の効果的な酸化と該溶体内のより急速な熱伝達に
必要な該溶体の所要撹拌を確保するための最低送
風量を該製錬炉に装入される〓品位及び空気中の
酸素量に応じて設定しておき、上記分離槽からの
〓の成分及び量、冷剤の成分及び量等に基づいて
計算された酸化用送風量とともに該〓品位に対応
して該最低送風量の保持に必要な補充空気量とそ
れに見合う流動性固体燃料をランスを介して直接
上記溶体内に吹送することを特徴とする硫化金属
の連続製錬法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11226379A JPS5635734A (en) | 1979-09-01 | 1979-09-01 | Continuously refining method for sulfide metal ore |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11226379A JPS5635734A (en) | 1979-09-01 | 1979-09-01 | Continuously refining method for sulfide metal ore |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5635734A JPS5635734A (en) | 1981-04-08 |
| JPS628489B2 true JPS628489B2 (ja) | 1987-02-23 |
Family
ID=14582318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11226379A Granted JPS5635734A (en) | 1979-09-01 | 1979-09-01 | Continuously refining method for sulfide metal ore |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5635734A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3509603B2 (ja) * | 1998-03-05 | 2004-03-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 靱性に優れた降伏強さが３２５ＭＰａ以上の極厚Ｈ形鋼 |
| JP7459660B2 (ja) * | 2020-05-27 | 2024-04-02 | 住友金属鉱山株式会社 | 酸化鉱石の製錬方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5443441B2 (ja) * | 1973-06-15 | 1979-12-20 |
-
1979
- 1979-09-01 JP JP11226379A patent/JPS5635734A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5635734A (en) | 1981-04-08 |
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