JPH0224898B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

発明の分野 本発明は、銅精鉱を熔錬する銅製錬自熔炉の燃
料を従来の鉱油から固体炭素質燃料に転換する技
術に関するものである。本発明は、特に微粉炭を
使用することなく鉱油の100％代替を図ることを
特徴とする。 発明の背景 銅製錬用自熔炉は、硫化銅精鉱（以下銅精鉱と
いう）をフラツクス等と共に装入し、同時に空気
或いは酸素富化空気を吹込み、酸化に際して発生
する反応熱を大半の熱源として銅精鉱の熔解及び
酸化製錬を行い、硫化銅及び硫化鉄を主体とする
熔体である〓（マツト）と酸化鉄の珪酸塩を主体
とした熔体である〓（スラグ）を産出する炉であ
る。この際、反応に伴つて発生する亜硫酸ガスを
含有する排ガスは濃硫酸製造の原料とされる。自
熔炉は精鉱の酸化反応熱を利用するため他の型式
の炉に比し、燃料消費率が低く、環境管理も好適
に行いうる点で我国では広く採用されている。 上記のように、自熔炉は原料の酸化反応熱を大
半の熱源としているが、不足熱量を補うために旧
来重油を燃焼していた。しかしながら、近年重油
価格高騰に伴い、微粉炭等の代替燃料を使用する
燃料転換策が積極的におし進められている。 しかしながら、銅製錬自熔炉に関しては実質的
に重油の全量を代替することがいまだ実施されて
おらず代替率は不満足な数値に止まり、また附帯
設備及びコストをかなり必要とし、これでは重油
代替の意義が少ない。 従来技術とその問題点 従来、自熔炉の鉱油燃焼の代替用としては専ら
微粉炭が考慮されたい。これは、通常の自熔炉に
おいてシヤフト内を降下する間に燃焼を終了する
には微粉炭のような極微粒（−200メツシユが80
〜90％）のものでないと使用できないと考えられ
たからである。また、通常の自熔炉温度において
は、原料中にＳ等の可燃性成分の少ないものでは
全量代替できないと考えられ、そのためコークス
粉の使用可能性は考慮だにされなかつた。そのた
め、代替燃料の有力候補としては微粉炭が専ら考
慮された。しかし、微粉炭の使用は次のような不
満足な点が多い： (1) 微粉炭を使用する場合石炭を乾燥粉砕して微
粉炭を製造するので、そのための粉砕設備を必
要とし、粉砕コストも多大のものとなる。 (2) 微粉炭の製造及び輸送を含めての取扱いの際
に爆発防止の為の安全上の特別の配慮を要す
る。 (3) 微粉炭を使用すると、超微粉のため気流に乗
つて炉出口側に飛散し、シヤフト部で完全に燃
焼せず、炉出口側の廃熱回収部で燃焼する欠点
が生じる。 (4) 粉砕に伴う作業環境悪化の幣害が大きい。 (5) 微粉炭の安定した気流輸送が困難である。 発明の目的 本発明は、微粉炭のような極微粒寸にまで粉砕
されていない固体炭素質燃料によつてでも鉱油の
100％代替を可能とする自熔炉の操業方法の確立
を目的とする。 発明の概要 本発明者は、全く予想外に、空気或いは酸素富
化空気を650℃以上に予熱して吹込む高温熱風操
業の自熔炉においては、微粉炭のような微細なも
のでなくもつと粗い固体炭素質燃料を使用してで
も100％鉱油代替が実現しうることを見出した。
銅製錬用自熔炉において重油から固体炭素質燃料
の100％燃料転換を実現したのは、本発明者の知
る限り、先例がない。 斯くして、本発明は、銅精鉱、フラツクスその
他の装入物を装入し、同時に空気あるいは酸素富
化空気を650℃以上に予熱して吹込み、そして補
助燃料として固体炭素質燃料（但し微粉炭を除
く）のみを使用し、100％鉱油を代替したことを
特徴とする銅製錬自熔炉の操業方法を提供する。 ここで、固体炭素質燃料とは、微粉炭以外の各
種の等級の石炭、木炭およびコークスを包含す
る。本発明において使用するに好ましい固体炭素
質燃料は粉粒コークスおよび／あるいはサイズ40
mm以下の塊粒粉低質石炭である。微粉炭水準への
微粉化は不要である。 粉粒コークスとは、粉コークス、粒コークスあ
るいは両者の混合物を意味し、通常製鉄用に使用
されるような整粒された塊コークス以外の各種コ
ークスを包含するが、特にコークス炉からコーク
スを取出す際の冷却工程で副産する粉粒まじりコ
ークスである沈殿粉コークスの使用が望ましい。
沈殿粉コークスの粒度分布、成分および発熱量を
第１表に示す。又、沈殿粉コークス生成のフロー
シートを第１図に示す。 粉粒コークスとしては、上記沈殿粉コークス以
外に、ほぼ10mmアンダーの篩下コークスを単独あ
るいは混合して用いることができる。 塊粒粉低質石炭とは、微粉炭及び整粒された高
級石炭以外の石炭類を意味し、特に褐炭を実例と
する。本発明において用いられた褐炭であるワン
ボー炭（豪州産）について粒度分布、成分および
発熱量を第１表に示す。

【表】

【表】 発明の具体的説明 本発明の好ましい態様について、以下に説明す
る。 第２図は、銅精鉱及び固体炭素質燃料を一緒に
自熔炉に装入するまでのフローを示す。調合ホツ
パ群１として、銅精鉱ホツパ２、固体炭素質燃料
の代表としての粉粒コークス用ホツパ３、及びフ
ラツクスホツパ４が並置され、それぞれ適当な源
から搬入される。例えば粉粒コークスは粉粒コー
クス鉱舎５からバケツトクレーン等によりホツパ
３内に搬入される。各ホツパの下側には、コンス
タントフイードコンベアのような切出装置６が設
けられており、各ホツパから所定量づつの原料切
出を行う。切出された原料成分は搬上コンベア８
によつて受入ビン１０に送入される。搬上コンベ
アの代りにシユート、振動コンベア等の搬送設備
が使用されうる。受入ビンから装入原料はドライ
ヤーキルン１２に投入されそしてケージミル１４
により導管１５を通して気流輸送される。気流輸
送より上流の段階で固体炭素質燃料と銅精鉱等と
を混合することにより、非常に均一に混合された
装入原料混合物が生成される。気流輸送された混
合物は、チヤンバ１６及びサイクロン群１８を経
てヘツドビン２０に供給される。ヘツドビン２０
の底から例えばビユーラーコンベアによつて装入
物は自熔炉精鉱バーナー２２を通して装入され
る。サイクロンからドライヤーコツトレルを経て
の捕集ダストも装入される。自熔炉３０は、シヤ
フト３１、セツトラー３２及びアツプテーク３３
を具備する周知の構造のもので、熱風吹送手段
（図示なし）をも装備している。こうして、自熔
炉において所定の調合比にある銅精鉱、固体炭素
質燃料、フラツクス等がきわめて均一に混合され
た状態で装入され、自熔炉内での熱風によつてき
わめて効率的に且つ効果的に反応し、所要の発熱
量が確保される。 自熔炉においては、本件出願人により先に開発
された高温熱風による酸化反応が遂行される。こ
れは、従来の自熔炉においては吹込空気乃至酸素
富化空気の温度は350〜650℃であつたのを、650
℃以上、好ましくは900〜1000℃に維持すること
により銅生産能力を大巾に高めることに成功した
ものであり、本発明において始めて重油燃料転換
策としての微粉炭以外の100％固体炭素質燃料の
使用にきわめて適応性を示すことが見出されたも
のである。高温熱風は、例えば、鉄或いはフエロ
アロイ製錬用熔鉱炉から発生するCOを主体とし
たＢガス等の燃焼熱を利用する蓄熱式熱風炉によ
つて容易に得られる。 上述の通り、本発明においては好ましい燃料の
一つとして粉粒コークスを使用すする。コークス
は、従来から揮発力が低く着火点が高い故に高速
燃焼用には用いられないものと思われていた。
又、自熔炉は装入物がシヤフト内を降下する間に
反応を終了すべき炉であるといわれていた。従つ
て、前述したように、従来は自熔炉の鉱油燃焼の
代替用としては専ら微粉炭燃焼が短絡的に考慮さ
れたのである。しかし、本発明者等は、粉粒コー
クスでも、高温熱風により炉内反応速度が十分大
きい条件の下では、自熔炉の補助熱源として十分
に用いることができること、粉粒コークス装入に
より、炉内セトラーの湯面には、粉粒コークスが
浮遊することになるが、浮遊量が増傾向とならな
いように炉内条件と、粉粒コークスの装入量を制
御すれば、安定した操業が続けられることを確認
した。更には、スラグ温度、マツト温度は、従来
の鉱油燃焼の場合に比し若干低目でもタツピング
には差支えないこと（これは炉内のマグネタイト
量減少によると思われる）又、粉粒コークスがセ
トラーの湯面に浮遊していても未燃コークスの排
出は殆どなく、十分に高い熱効率を維持できるこ
とを確認した。 本発明においては最も望ましい態様としては、
自熔炉への銅精鉱・フラツクス装入系統の最も上
流側に紛粒まじりコークスを所定調合比で添加す
ることであり、その場合は銅精鉱・フラツクスと
共に搬送および乾燥され、炉頂の精鉱バーナーを
通して自熔炉内に装入されるが、本発明の範囲は
それのみには限定されず、別系統の粉粒コークス
搬送装入設備を径由したり、専焼バーナーで炉内
に吹込む場合も包含する。 また、粉粒コークスとしては、第１図に生成フ
ローシートを示す沈殿粉コークスが最も好ましい
例であるが、これのみに限られるものではない。 粉粒コークス及び／あるいはサイズ40mm以下の
塊粒粉低質石炭をドライヤーキルンおよび気流輸
送機の上流において銅精鉱・フラツクスなどの装
入系統に添加することにより、以後炉に入るまで
の間に多数の混合チヤンスがあるため、炉に入る
ときは炉内燃焼の良好なな硫化物である銅精鉱と
完全に混合された状態となり、一層迅速に炉内燃
焼することができるようになる。 本発明により従来不可能であつた微粉炭以外の
固体炭素質燃料で全重油量の100％代替を達成す
ることができた。粉粒コークスおよび／あるいは
塊粒粉低質石炭は、何の予備処理も特別な装入設
備も必要とせず銅精鉱と共に自熔炉内に装入さ
れ、きわめて良好な〓−〓形成反応を生じそして
必要な温度を維持する。 これは、650℃以上の高温熱風を使用する自熔
炉において始めて何ら支障を起さず達成すること
ができたものであり、本自熔炉が高温熱風使用に
より反応速度をきわめて迅速化する雰囲気である
ため微粉炭でなくとも塊粉まじりの固体炭素質燃
料を特別の附加設備なしにまた附加処理も要せ
ず、きわめてスムーズに自熔炉内で完全に燃焼で
きたことはむしろ驚くべき効果であつた。 実施例 約３ケ月にわたり自熔炉において重油を使用せ
ず、沈殿粉コークスを使用して操業を行つた。

【表】 最右欄の従来実績に較べ〓品位も〓中銅品位も
実質上変化なく、安定した自熔炉操業が確保でき
た。 発明の効果 以上、本発明について説明したが、最後に本発
明の効果をまとめると次の通りとなる： (1) 100％全重油量を代替でき、エネルギーコス
トの削減及び将来のエネルギー事情への対処に
成功した。 (2) 固体炭素質燃料の粉砕等の前処理が不要であ
り、固体炭素質燃料用の別途の装入設備を設け
る必要性を排除しうる。 (3) 微粉炭に比べ安全性が大きく且つ作業環境が
衛生的である。 (4) 沈殿粉コークス等の使用によりコストが安価
である。 (5) 沈殿粉コークスは石炭や石油に較べ揮発分が
少なく、同一発熱量当り燃焼用空気量及び排ガ
ス量が少くてすむ。 (6) 操業中に自熔炉セトラーの湯面に若干の固体
炭素質燃料が浮遊するのが観察されるが、その
浮遊量が増大しない程度に諸条件を管理すれば
支障はなく、却つてスラグ層には対して定常的
に還元作用を及ぼすことによりスラグ中の銅含
有率の低減効果を与えることが期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図は沈殿粉コークスの生成過程のフローシ
ートであり、そして、第２図は銅精鉱と固体炭素
質燃料を混合下で自熔炉に装入する過程の概略流
れ図である。 １：調合ホツパ群、２：銅精鉱ホツパ、３：粉
粒コークスホツパ、４：フラツクスホツパ、５：
粉粒コークス鉱舎、６：切出秤量装置、８：搬上
コンベア、１０：受入ビン、１２：ドライヤーキ
ルン、１４：ケージミル、１５：気流輸送導管、
１６：チヤンバ、１８：サイクロン、２２：精鉱
バーナ、３０：自熔炉、３１：シヤフト、３２：
セツトラー、３３：アツプテーク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 銅精鉱、フラツクスその他の装入物を装入
   し、同時に空気あるいは酸素富化空気を650℃以
   上に予熱して吹込み、そして補助燃料として固体
   炭素質燃料（但し微粉炭を除く）のみを使用し、
   100％鉱油を代替したことを特徴とする銅製錬自
   熔炉の操業方法。 ２ 固体炭素質燃料が粉粒コークスおよび／ある
   いはサイズ40mm以下の塊粒粉低質石炭である特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 粉粒コークスが沈殿粉コークスである特許請
   求の範囲第２項記載の方法。 ４ 低質石炭が褐炭である特許請求の範囲第２項
   記載の方法。 ５ 粉粒コークスおよび／あるいはサイズ40mm以
   下の塊粒粉低質石炭を銅精鉱ドライヤーキルンお
   よび気流輸送機より上流において銅精鉱・フラツ
   クスなどの装入系統に添加して銅精鉱・フラツク
   スなどと共に自熔炉内に装入する特許請求の範囲
   第２項記載の方法。