JP2004521305A - 焙焼炉の格子上集積物を低減する装置および方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、精鉱などの微粒子原料の焙焼中に流動床炉の格子上に形成される集積物の低減を促進するための装置および方法に関するものである。精鉱は炉壁から焙焼炉に供給され、かつ、精鉱を流動化しおよびそれを流動化中に酸化するために、酸素含有ガスが炉の底部にある格子の下方のガスジェットを通って供給される。精鉱供給点、すなわち供給格子の下方では、供給すべきガスの酸素成分は、その他のジェットよりも高い供給格子に設置される付加ガスジェットを用いるその他の場所に供給されるガスに比べて高く上げられる。供給格子の付加ジェットは、それ専用のガス分配ユニットに接続されている。

Description

【詳細な説明】
【０００１】
本発明は、精鉱などの微粒子原料の焙焼中に流動床炉の格子上に形成される集積物の低減を促進する装置および方法に関するものである。精鉱は炉壁から焙焼炉に供給され、かつ精鉱を流動化しおよびそれを流動化中に酸化するために、酸素含有ガスが炉の底部にある格子の下方のガスノズルを通って供給される。精鉱供給点、すなわち供給格子の下方では、供給すべきガスの酸素成分は、その他のジェットよりも高い供給格子に設置された付加ガスジェットを用いるその他の場所に供給されるガスに比べて高く上げられる。供給格子の付加ジェットは、それ専用のガス分配ユニットに接続されている。
【０００２】
亜鉛精鉱などの微粒子原料の焙焼は、通常、流動床法を用いて行われる。焙焼すべき原料は流動床の上方の炉壁内に設けられた供給ユニットを通って焙焼炉に供給される。炉の底部には格子が設置されており、それを通って酸素含有ガスが精鉱を流動化するために供給される。格子の下方には、通常、１ｍ^２当り１００本程度のガスジェットが設置されている。精鉱が流動化されるに従って、供給床の高さは取り付けられた原料床の高さのほぼ半分になる。
【０００３】
流動床における精鉱は、格子を通って供給される酸素含有ガスの効果により、生石灰へと酸化（焼成）され、たとえば亜鉛硫化精鉱が亜鉛酸化物となるよう焙焼される。亜鉛精鉱の焙焼において使用すべき温度範囲は、９００〜１０５０℃である。生石灰は、溢流口を通って炉から部分的に取り出され、ガスと共に部分的に廃熱ボイラーに運ばれ、そこからサイクロンおよび静電沈殿装置に送られて、そこで生石灰が回収される。一般に、溢流口は、供給ユニットに対して炉の反対側に設けられている。炉から取り出された生石灰は、冷却され濾過するために粉砕される。
【０００４】
良好な焙焼を行うためには、床の管理が重要であり、すなわち床が良好な状態に保たれ、かつ流動化が制御されていなければならない。燃焼は可能な限り完全に行われなければならず、すなわち硫化物が酸化物になるように酸化されなければならない。また、生石灰は、炉外にうまく取り出されなければならない。生石灰の粒子サイズは、焙焼ガス温度ばかりでなく、精鉱の化学構造および鉱物特性によっても左右されることが知られている。
【０００５】
現在使用される技術では、焙焼炉の精鉱供給は、たとえばファジィ論理を用いて床の温度に従って制御されている。したがって、焙焼ガス中の酸素量が低下し過ぎる、すなわち酸素量が精鉱の焙焼には不十分となる危険性がある。同時に、床の背圧があまりにも低下し過ぎることがある。
【０００６】
文献中の平衡計算および平衡図から、銅および鉄が共存して酸硫化物を形成し、それらが焙焼温度またはそれ以下の温度でさえも溶融することが知られている。同様に、鉄および鉛ばかりでなく、亜鉛および鉛も共存して、低い温度で溶融硫化物を形成する。この種の硫化物は出現可能であり、床内の酸素量が精鉱の酸化に通常必要とされる量よりも少なければその可能性は大きくなる。
【０００７】
流動床の焙焼中には、通常、生産物の集塊が生じるが、換言すれば、生石灰は、供給される精鉱よりも明らかに粗大である。しかし、それらの硫化物の核を持ったより大きな集塊が格子の周辺を移動しながら停滞するため、前述した溶融硫化物の形成は、集塊作用を妨げる程に増加する。集塊は、格子上の集積物の原因となり、時間の経過に伴い、格子の下方にあるガスジェットを閉塞させる。亜鉛焙焼炉においては、不純物成分を含む集積物が炉内、特に精鉱供給ユニット下方の格子部分に形成されることが指摘されている。
【０００８】
従来から、たとえばドイツ特許出願公開公報第４２１１６４６号において、流動床に対するガス供給装置が記載されている。それに記載された問題点は、流動化すべき原料が炉中で炉の末端部分、特に固体原料供給点に戻って停滞し、たとえば循環して戻って来る原料供給点下方にある炉の格子上に集積物が形成される傾向があることである。集積物を避けるために、特に床原料が戻って来る格子部、および炉の末端部分におけるガスジェットは、中央部のジェットよりも高く配置される（より長いノズルアームヘッド）。その目的は、ノズルが炉内のすべての点において底部もしくは固形物から等距離におかれるためである。集積物を防ぐために、炉中の幾つかのジェットを他のものよりも高くしてもよく、また格子の中央部においても同様である。ジェットはガスを側方または下方に噴出する。すべてのジェットは同一のガス分配ユニットに接続されており、すなわち、ガス供給は一様に行われる。
【０００９】
不純度の大きい、高反応性精鉱が焙焼炉に供給される場合、供給ユニットの直ぐ近傍内で酸素不足が発生し、精鉱酸化のための酸化作用、すなわち焙焼の実目的が妨げられる。この結果、低温の溶融硫化原料が形成されて集塊する。より大きい集塊は格子へと沈下し、その周辺で回転しかつ結合しつづけ、集積物の層を形成し、ガスジェットを閉塞させる。
【００１０】
今回開発された装置の目的は、微粒子原料の焙焼中において、格子の上方に設置した付加ジェットを用いてガスの供給を増大することにより、特に原料が投入される焙焼炉の部分において、流動床炉の格子上に形成される集積物を低減および除去することである。この付加ジェットは別のガス供給ラインに接続されており、したがってそのガス供給量と同時にその固体混合効率を調整することが可能である。また、本発明は、流動床炉において、微粒子原料の焙焼中に生じる集積物を低減する方法に関するものであり、焙焼すべき原料が焙焼炉の壁における供給接続部を通って炉に供給され、かつ炉の底部における格子を通って吹き付けられる焙焼ガスにより流動化される。焙焼された原料の少なくとも一部は、流動床の頂部の高さで溢流口を通って、ガスおよび固形物の一部が炉の上部から出るようにして取り出される。
【００１１】
微粒子原料供給点の下方の格子部には、別のガス供給ラインに接続された付加ガスジェットが備えられており、残余の格子部の流動化ガスと同一またはより高い酸素成分を有する焙焼ガスが、これらの付加ガスジェットを通って炉に供給される。本発明の本質的な特徴は付属の特許請求項中に明示される。
【００１２】
焙焼炉供給ユニットの下方の格子上に形成される集積物は、本発明に従って通常の格子構造を変更することにより低減され、ここで、格子の全断面にわたるガス供給が一様でありかつ格子のすべての部分に等量のガスが供給される。今回開発された装置を使用することにより、供給ユニットの下方に位置する格子部へのガス供給は、供給格子として知られ、残余の格子部のガス供給に比べて増加する。ガス供給量の増加は、付加ジェットを供給格子ジェットの通常レベルよりも上に設置することにより実施される。ジェットは固形物の経路を固形物供給領域から遠ざかるように誘導するように指示される。ジェットは、幾つかに分岐されていることが好ましく、格子レベル上方に延びたノズル管の端部で、ノズルは実質的に水平な数方向に、たとえば三方向に開いてよい。
【００１３】
水平方向のガス供給は、炉に供給された未加工の固体原料を床にうまく拡散しかつ混合することを促進する。さらに、領域で得られた多量のガスは、大粒子の流動化を促進し、および局所的な酸素不足を除去する。ガス供給点の付加ガスジェットの数量は供給格子における通常のガスジェット数の少なくとも５％、好ましくは１０〜２０％である。供給格子の主格子ジェットを通じるのと同じガスを付加ジェットを通じて供給するか、または残余の格子よりも酸素成分が豊富なガスを付加ジェットを通じて供給することができる。供給格子は焙焼炉の全格子の少なくとも５％、好ましくは１０〜１５％を占める。その目的は、炉に供給された原料を付加ガスジェットの援助の下でより広い領域に、すなわち炉の全断面にわたって拡散することである。これは、実質的に水平方向に向けられた付加ジェットを用いて達成される。

Claims (10)

1. 炉の下部に設置されたガス分配ユニットを含み、該ユニットは多数のジェットに接続され、それらを通ってガスが格子の底部を通って流動床スペースに供給され、該スペースへと微粒子固体原料が炉壁に設置された供給ユニットを通って供給されかつ流動化され、前記炉壁には生石灰化された原料に対する溢流口ならびに炉の上方部に設置された放出口が設けられ、流動床炉における微粒子原料の焙焼において生じる集積物を低減する装置において、微粒子原料供給点の下方の格子部が別のガス供給ラインに接続された付加ガスジェットを備えていることを特徴とする装置。
2. 請求項１に記載の装置において、精鉱供給点の下方の格子部、すなわち供給格子の割合が格子の全断面積の少なくとも５％であることを特徴とする装置。
3. 請求項１に記載の装置において、精鉱供給点の下方の格子部、すなわち供給格子の割合が格子の全断面積の１０〜１５％であることを特徴とする装置。
4. 請求項１に記載の装置において、供給格子点における付加ガスジェットの数量が供給格子領域の通常のガスジェットの数量の少なくとも５％であることを特徴とする装置。
5. 請求項１に記載の装置において、供給格子点における付加ガスジェットの数量が供給格子領域の通常のガスジェットの数量の１０〜２０％であることを特徴とする装置。
6. 請求項１に記載の装置において、付加ガスジェットが格子レベルより上方に設置されていることを特徴とする装置。
7. 請求項１に記載の装置において、付加ガスジェットが水平方向に向けられていることを特徴とする装置。
8. 請求項１に記載の装置において、付加ガスジェットが好ましくは幾つかに分岐されており、格子レベル上に延びたノズル管の端部でノズルが実質的に水平な数方向に開いていることを特徴とする装置。
9. 炉において焙焼すべき原料が炉壁に設置された供給ユニットを通って流動床スペースに供給され、かつ炉の底部にある格子を通って吹き付けられる焙焼ガスによって流動化され、生石灰化された原料の少なくとも一部が流動床の頂部の高さで溢流口を通ってガスおよび固形物の一部が炉の上部から出るようにして取り出され、流動床炉内で微粒子原料の焙焼中に生じる集積物を低減する方法において、微粒子原料供給点の下方の格子部は、別のガス供給ラインに接続された付加ガスジェットを備え、焙焼ガスは、前記付加ガスジェットを通って酸素成分を有して炉に供給され、前記酸素成分は、残余の格子部の焙焼ガスの酸素成分と少なくとも同一であることを特徴とする方法。
10. 請求項９に記載の方法において、焙焼ガスは、前記付加ガスジェットを通って酸素成分を有して炉に供給され、前記酸素成分は、残余の格子部の焙焼ガスの酸素成分より高いことを特徴とする方法。