鉛製錬の省エネルギー化とリサイクル化

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エネルギー経済上および環境保全上きわめて大きな利点を有する鉛の直接溶錬法を実現させるため、鉛精鉱の高速吹込み溶錬実験ならびにPb【SO_4】のリサイクル処理に関する最適条件の設定を行なった。1.鉛精鉱の高速吹込み溶錬実験: 給鉱速度200g/min程度のベンチスケール規模の実験を行った。フェライトスラグ、シリケートスラグいずれの場合も、スラグ中の鉛含量は産出粗鉛中のイオウ含量が増大すると小さくなったが、シリケートスラグ中の鉛含量は高イオウ含量側に到っても20〜30台もの高い値を示し、鉛のスラグ損失が非常に大きくなった。一方、フェライトスラグ中の鉛含量の低減は著しく、1%以上の粗鉛中イオウ濃度で10%以下の値となっており、シリケートスラグに対するフェライトスラグ利用の優位性が明瞭に示された。また、鉛のメカニカルダスト損失およびケミカルダスト損失は酸化ガス中の酸素濃度の増大とともに急激に小さくなることが明らかとなった。これは酸素濃度の増加とともに排ガス量が低減することに起因しており、鉛のダスト損失を減少させる上で酸素利用の効果が著しいことが判った。さらに、吹込み媒体であるスラグの層厚が増大するとスラグ中の鉛含量は減少し、イオウ含量は増加した。これらの挙動は、酸素の利用効率がスラグ層厚の影響を受けることを意味しており、試料粉体や酸化ガスのスラグ融体中への侵入、スラグ層の攪拌、などの動力学的因子の重要性を示唆している。2.Pb【SO_4】のリサイクル処理に関する最適条件の設定: フェライトスラグと酸素富化空気を用いてPb【SO_4】から粗鉛を回収するプロセスを考案した。このプロセスは、Pb【SO_4】の解離反応(吸熱)の熱源として硫化鉛精鉱の酸化熱(発熱)を利用するもので、量論熱力学計算により、溶錬空気の酸素富化率70%、Pb【SO_4】と鉛精鉱の量比1:2、なるリサイクリング溶錬の最適条件が設定された。