JP2022531896A - 金属含有原料の製錬のための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(i)微細金属含有原料及び微細還元体からなる集塊物を反応器に供給し、集塊物が反応器内で充填層を形成する、供給ステップと、
(ii)高温還元ガス向流を充填層に通すことにより集塊物を製錬して、部分的に還元された金属含有構成成分、中間スラグ構成成分、及び同伴された未反応の還元体構成成分を含む溶融物質を形成するステップと、
(iii)溶融物質を容器内に流入するように導いて金属生成物及びスラグ生成物を形成するステップと
を含む。
部分的に還元された金属含有構成成分をさらに還元して最適化された液体金属生成物(optimised liquid metal product)及び最終スラグ生成物(final slag product)を形成する追加的なステップを含むことができ、溶融物質中の同伴された未反応の還元体構成成分は、還元剤として機能する。このようにして、部分的に還元された金属含有構成成分の高度の金属化が達成され得る。本方法における金属含有原料の金属化の度合いは、最高で98%であり得る。スラグ中の同伴された未反応の還元体構成成分は、従来の製錬方法と比較して、金属含有構成成分の遙かに高度な還元を可能にする。
(i)微細金属含有原料(図示せず)及び微細還元体(図示せず)からなる集塊物(図示せず)を反応器12に供給するステップであって、集塊物が反応器12内で充填層14を形成する、ステップと、
(ii)高温還元ガス向流を充填層に通すことにより集塊物(図示せず)を製錬して、部分的に還元された金属含有構成成分(図示せず)、中間スラグ構成成分(図示せず)、及び同伴された未反応の還元体構成成分(図示せず)を含む溶融物質(図示せず)を形成するステップと、
(iii)溶融物質を容器26内に流入するように導いて液体金属生成物16及び最終スラグ生成物18を形成するステップと、
を含む。
- 金属含有原料及び/又は集塊物の溶融温度、
- 高温還元ガスが集塊物の充填層14に供給されるときの温度、並びに
- 集塊物のサイズ
のうちのいずれか1つ又はそれらの組合せに応じて制御することができ、金属含有原料及び/又は集塊物の溶融温度は、
i.集塊物に加えられるフラックス又は融剤の量及び性質、
ii.集塊物に加えられるバインダ又は結合剤の量及び性質、並びに
iii.鉱石タイプの選択
によって制御される。
Claims (28)
- 金属含有原料の製錬のための方法であって、
(i)微細金属含有原料及び微細還元体からなる集塊物を反応器に供給し、前記集塊物が前記反応器内で充填層を形成するステップと、
(ii)高温還元ガス向流を前記充填層に通すことにより前記集塊物を製錬して、部分的に還元された金属含有構成成分、中間スラグ構成成分、及び同伴された未反応の還元体構成成分を含む溶融物質を形成するステップと、
(iii)前記溶融物質を容器内に流入するように導いて金属生成物及びスラグ生成物を形成するステップと
を含む、前記方法。 - 容器が、反応器から分離され、かつ、前記反応器と流体流れ連通している、請求項1に記載の方法。
- 容器内の溶融物質に電気エネルギーを追加して、部分的に還元された金属含有構成成分をさらに還元して最適化された液体金属生成物及び最終スラグ生成物を形成する追加的なステップであって、前記溶融物質中の同伴された未反応の還元体構成成分が、還元剤として機能する前記追加的なステップを含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 溶融物質への電気エネルギーの追加が、最適化された液体金属生成物及び最終スラグ生成物を形成するために前記溶融物質の温度を調整するように制御され、前記最適化された液体金属生成物及び前記最終スラグ生成物が、容器からの注出に適している、請求項3に記載の方法。
- 溶融物質中に存在する部分的に還元された金属含有構成成分を完全に還元するために、前記溶融物質に電気エネルギーが追加される、請求項3又は4に記載の方法。
- 集塊物の組成を操作して、充填層内の前記集塊物の溶融温度を下げ、それにより前記集塊物の溶融速度を高め、かつ微細金属含有原料の還元の度合いを低下させる、請求項1~5のいずれかに記載の方法。
- 集塊物の組成を操作して、前記集塊物の溶融温度を上げ、それにより前記集塊物の溶融速度を低下させ、かつ微細金属含有原料の還元の度合いを高める、請求項1~5のいずれかに記載の方法。
- 高温還元ガスが、5よりも高いCO/CO2比を有する、請求項1~7のいずれかに記載の方法。
- 高温還元ガスが、10よりも高いCO/CO2比を有する、請求項1~7のいずれかに記載の方法。
- 充填層を通過した高温還元ガスが、1200℃を超える温度を有する、請求項1~9のいずれかに記載の方法。
- 充填層を通過した高温還元ガスが、1600℃を超える温度を有する、請求項1~9のいずれかに記載の方法。
- 充填層が、集塊物が反応器に供給される領域に対して作動可能な下流の位置に流体透過性界面を含み、前記流体透過性界面が、高温還元ガスが前記流体透過性界面及び前記集塊物の充填層を通過することを可能にする、請求項1~11のいずれかに記載の方法。
- 充填層が、側壁の向きが変化する位置において反応器の前記側壁によって懸下される、請求項1~12のいずれかに記載の方法。
- 充填層が、反応器内に配置された閉塞物によって懸下され、前記閉塞物が、集塊物が前記反応器に供給される領域に対して作動可能な下流の位置に存在する、請求項1~12のいずれかに記載の方法。
- 閉塞物が、耐火物の透過性層である、請求項14に記載の方法。
- 閉塞物が、コークス粒子の透過性層である、請求項14に記載の方法。
- フラックスが、集塊物と共に反応器に供給される、請求項1~16のいずれかに記載の方法。
- 集塊物が、フラックスを含む、請求項1~17のいずれかに記載の方法。
- 集塊物が、結合剤を含む、請求項1~18のいずれかに記載の方法。
- 容器内の溶融物質に追加の還元体を加える追加的なステップを含む、請求項1~19のいずれかに記載の方法。
- 溶融物質中に沈められた電極を介して前記溶融物質に電気エネルギーを追加する、請求項3~20のいずれかに記載の方法。
- 最適化された液体金属生成物及び最終スラグ生成物が、溶融物質中の部分的に還元された金属含有構成成分と未反応の同伴された還元体構成成分との間の電気化学反応を介して形成され、中間スラグ構成成分が、電解質として機能する、請求項3~21のいずれかに記載の方法。
- 集塊物の充填層内での金属含有原料の滞留時間が、反応器内での金属含有原料の還元の度合いに影響するように制御される、請求項1~22のいずれかに記載の方法。
- 反応器及び容器内の動作温度が、金属含有原料中の第1の標的金属を選択的に金属化するように制御され、それにより、前記金属化された第1の標的金属が最適化された液体金属生成物へ入ることを可能とし、かつ、非標的金属が最終スラグ生成物へ入ることを可能とする、請求項1~23のいずれかに記載の方法。
- 最終スラグ生成物が、後続の方法において金属含有原料として提供され、前記後続の方法が、請求項1~24のいずれかに記載の方法であり、前記後続の方法における反応器及び容器内の動作温度が、金属含有原料中の第2の標的金属を選択的に金属化するように制御され、それにより、前記金属化された第2の標的金属が前記後続の方法の液体金属生成物へと現れることを可能とし、かつ、残りの非標的金属が前記後続の方法の最終スラグ生成物へと現れることを可能とする、請求項3~24のいずれかに記載の方法。
- 生成した最終スラグ生成物が、さらなる処理のために移送される、請求項3~25のいずれかに記載の方法。
- 高温還元ガスの温度が、目的とする温度に設定される、請求項1~26のいずれかに記載の方法。
- 電気エネルギー入力が、標的とされた液体金属生成物及び最終スラグ生成物温度を達成するように制御される、請求項3~27のいずれかに記載の方法。
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