JP3057576B2 - 粒子状材料の加熱処理方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は熱ガス、たとえば溶融浴反応炉からのオフガ
ス流を利用した粒子状固体材料の加熱処理方法及びその
装置に関する。

炭酸塩材料、たとえば石灰石を本発明に従って処理
し、次いで、これを溶融浴反応炉の鉄鉱石由来のスラグ
に添加してポルトランド型セメントを製造しても良い。
また、前記処理した炭酸塩材料を、たとえば直接型製鉄
用溶融浴反応炉、フェロアロイ溶融浴反応炉又は非鉄溶
融浴反応炉に添加しても良い。

発明の背景 溶融浴反応炉の溶鉱炉スラグからポルトランド型セメ
ントを製造する方法では、スラグに炭酸カルシウムまた
は酸化カルシウムを添加する必要がある。

本発明の目的は、溶融浴反応炉から出る熱オフガスの
エネルギーを利用することにより、焼に必要な補助エ
ネルギーを最小限にすることである。

例えば石灰石の焼は、竪軸窯、回転窯（ロータリー
キルン）、回転炉床窯、二軸および多軸式蓄熱式窯、流
動床および浮遊流動式反応炉など種々の炉で行われる。

縦軸窯は、他の型式の窯と比較して低品位の石灰を製
造し、大きさが約50mm以上の原料しか供給できない。よ
り小さい原料を供給すると、気孔率が不十分な充填床に
なる。それにもかかわらず、垂直溶融窯は、エネルギー
効率が高い窯である。

回転窯は、ほとんどどのような大きさの原料の供給も
可能であり、約1mmの大きさにまで下げることができ
る。しかしながら、エネルギー効率を良くするために、
窯と合わせて予熱ヒータを組み込む必要がある。この組
み合せは、設備費および維持経費が高くつくといった二
重の不利益をこうむることになる。

二連および多連式再生窯は、焼窯炉からの廃ガスが
他の窯の予熱に用いれるので、エネルギー効率が良好で
ある。各窯で予熱と焼を逐次的に行う一連の操作が全
窯で継続される。しかしながら、この型の窯は、微小な
大きさの材料の処理には適していない。

流動床焼器は、一般的にシャフト溶鉱炉よりも、よ
り微小な大きさの材料を処理することができる。しかし
ながら、粒子の大きさの分布を制御することが重要であ
り、流動化には多量の熱高圧ガスが必要である。

あいにく、これらの方法のいずれも、通常粘着性およ
び／または溶融性材料を含有する溶融浴反応炉からの熱
オフガスを焼のエネルギー源として使用できるように
適用することはできない。

米国特許第3022989号（ユニオン・コマース・バン
ク）には、水硬性セメントの製造方法が開示されてい
る。この方法では、粒子の流動床があり、この中でガス
が燃焼している。ある程度の粘着性粒子が生じるが、そ
の粘着性の程度は、大きな粒子を互いに接着させるには
不十分であるように調節され、それにより流動塊の凝集
が防止される。

あいにくこの方法は、高温を供給するために燃焼させ
るべき燃料が必要である。高温を供給するために粘着性
粉体および／または溶融性小滴を含有する溶融浴からの
熱オフガスを使用できるという見込みはない。この方法
は、高固体装填状態で操作され、その結果としてガスが
床を貫流するように大きな圧力差が必要である。さらに
流動床の混合特性が良好であるので、床中の最も熱い粒
子の温度と最も冷たい粒子の温度間であまり大きな差は
できない。

ポリシウス・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンク
テル・ハフッングによるドイツ連邦共和国特許出願第P2
51515 IVa/12gには、浮遊状態の粉末又は粒子状製品の
燃焼、焼および焼結装置およびそのような装置の操作
方法が開示されている。この装置は、扁平若しくはパン
ケーキ状横断面を有する変形サイクロンであると思われ
る。

ポリシウスの明細書の図面は、処理ガス、被処理粉末
又は粒子状材料および増熱剤の流路が無秩序に描かれて
いるため、わかりにくく、明細書の記載と矛盾している
ようである。被処理材料の浮遊流動が一時的で、処理済
材料がほとんど即座に処理ガスから分離される場合に最
良の結果になると思われる。

粒子が互いに接触して凝集する危険性を最小限に抑え
る試みはなされていないようである。さらに、粒子が除
去用処理室の壁へ移行した場合に、壁に付着が増加する
恐れがある。

さらに、粉末状または粒子状材料は、空気に対して向
流で注入されるようである。加えて、増熱剤は、粒子と
ガスが向流で移行している比較的小さな空間で燃やさ
れ、これが猛烈な乱流を引き起こし、粒子が互いに接触
したり、処理室の壁に接触することは避けられない。

最後に、ポリシウスの装置および方法はオフガスから
の顕熱を使用していず、むしろ燃料を燃焼させることに
よって熱を供給しなければならない。

発明の要約 本発明は、ガスに浮遊する固体粒子を従来技術で実施
されている温度よりも高温にさらせば、望ましい効果、
たとえば、大部分の固体粒子の温度上昇及び／又は焼
効果が得られるという知見に基づくものである。粒子が
より高い温度に加熱されるので、化学反応により急速に
進行し、従って、粒子を極短時間でこれらの高温に昇温
させる必要がある。

従って、本発明は、粘着性粒子状材料を含む熱ガスと
非還元性粒子状固体材料（solid non−reducible parti
culate material）の混成流を形成する工程からなり、
前記熱ガスが当該熱ガスに含まれる粘着性粒子状材料が
粘着特性を示す温度以上の温度を有することを特徴とす
る非還元性粒子状固体材料の加熱方法を提供するもので
ある。

非還元性粒子状固体材料は、還元能力（reductive ca
pacity）を有する熱ガス、例えば、一酸化炭素及び場合
によっては水素をも含むオフガスで加熱しても還元され
ない材料の粒子で構成されている。

本発明方法は、溶融鉄浴にフラックスとして添加する
前に炭酸塩を予熱し、少なくとも部分的に仮焼するのに
使用できる。同様に、本発明の方法は、溶融鉄浴に添加
前に同様の他のフラックスを予熱するのにも使用でき
る。

ここで、粘着性粒子とは、高温領域で粘着性を示す粒
子をいい、これには熱ガスが溶融浴反応炉からのオフガ
スである場合には鉱石の部分的に溶融した粒子若しくは
金属溶滴が含まれる。

粒子状材料の大部分は、その温度が処理室を離れる前
に実質的に平衡に達しているのが好ましい。これによ
り、粒子は処理室を離れる前に、粘着温度以下に冷却さ
れる。

本発明の重要な特徴は、処理室で処理されている粒子
状材料の大部分がガスに浮遊した状態で処理室内を搬送
される実質的に浮遊流動法であることである。要約する
と、従来の気泡発生床流動化の領域は不必要であり、処
理した材料を１回またはそれ以上処理室に通しても良い
が、粒子状材料が相当長い時間処理室中に留まる必要は
ない。

本発明は、本発明者の名義の国際特許出願PCT/AU90/0
0232「高温オフガスを用いた金属酸化物鉱石の予加熱お
よび予還元」および国際特許出願PCT/AU90/00233「溶融
浴反応炉によるフェロクロームの製造」に記載された発
明をさらに発展させたものである。

本発明の一実施態様においては、微粉砕した炭酸塩材
料、たとえば石灰石、リョウ苦土鉱、苦灰岩またはこれ
らの材料の混合物は、少なくとも部分的に焼され、か
かる材料の大部分は、化学的もしくは冶金学的工程への
添加又はさらなる処理、たとえばさらなる焼に適した
比較的高温に昇温される。

熱ガスは任意の適当な源から得ることができるが、溶
融浴からのオフガスが有利である。オフガスを用いる場
合、前記方法により粒子状材料を加熱及び／又は反応さ
せる機能が行われ、オフガス自体は急冷される。オフガ
スは粘着性粒子又は材料の溶滴を含有していても良い。
粘着性粒子又は溶滴はダクトや処理室表面に付着する点
で深刻な問題を生じる。従って、これらの粒子の存在が
高温オフガスの熱エネルギーの利用を非常に困難なもの
にしてきた。

オフガスに浮遊する任意の粘着性または溶融物質は、
処理中の粒子状材料に付着し得る。多くの場合、ある程
度の付着性物質が存在していても十分使用できる。

本発明は粘着、付着および凝集の問題を大部分克服す
るものである。従って、粘着性粒子または溶滴を含有す
る熱溶融浴反応炉オフガスは、溶融浴反応炉からダクト
で処理室へ運ばれる。粒子若しくは溶滴のダクト内部表
面への接触を最小限にしなければならないという条件は
全くない。むしろ、ダクト内部表面への付着物の堆積
は、ダクト表面を十分に高温に維持することにより最小
限に抑えられる。この効果はオフガスの流速により、ま
た、好ましくはダクトの傾斜により助長される。

粒子若しくは溶滴間の接触及び処理室の内部表面への
接触を最小限にしなければならないのは、粘着性粒子及
び溶滴が処理室に入った後だけである。粘着性の又は溶
融状態から非粘着性の又は凝固状態への移行は主として
処理室内で起きるが、これは、前記粒子が処理室の内壁
に達する前にこれらの粒子を急冷することにより、ある
いは粒子間衝突若しくは処理室の内壁との接触を最小限
にする流動パターンを処理室内に確立させることによ
り、又は前記急冷と適当な流動パターンの確立とを組合
せることにより達成し得る。

この目的に適した処理室は、粘着性粒子状材料を含
み、当該粘着性粒子が粘着特性を示す温度以上の温度を
有する熱ガスと非還元性粒子状固体材料との混合流を形
成し、かつ、方向づける容器と、熱ガスを容器に導入す
るための第１入口手段と、運搬ガスに浮遊させた非還元
性粒子状固体材料の流れを容器に導入するための第２入
口手段と、処理した材料を排出する出口手段とからな
り、非還元性粒子状固体材料が初めて加熱され、次いで
容器を出る前に急冷されるように前記容器の形状及び寸
法の設定並びに前記第１、第２入口手段及び出口手段が
配設され、かつ、前記第１入口手段及び容器は、非還元
性粒子状固体材料が粒子間接触及び容器壁への接触が最
小となる流動パターンに入るように寸法設定された断面
積を有している。

前記処理室は流動方向に伸長し、その第１端に入口手
段を配設されると共にその第２端に出口手段を配置さ
れ、処理室を垂直に配置されているのが好ましい。

又、前記第１入口手段は前記処理室よりも横断面を極
めて狭く、また、前記処理室は当該処理室よりも横断面
が極めて狭い出口手段に向かってテーパー状にしてある
のが好ましい。このようにすると、流れが第１端から第
２端に向かって流動するにつれて流れが次第に遅くな
り、また、第２端に接近するにつれて流れが速くなる。

粒子が出口手段に達したとき、それらは粘着温度以下
の温度に冷却されていることから、粒子とダクト若しく
は装置表面との接触を最小限にする必要はなくなり、従
って、既成のガス／固体処理方法を使用することができ
る。

さらに、本発明は溶融製品の製造装置を供給するもの
であって、当該装置は、前記処理室と、オフガスを溶融
浴反応炉から前記処理室に送る手段と、加熱された非還
元性粒子状固体材料を前記処理室から溶融浴反応炉に送
給する手段とで構成されている。

本発明によれば以下の利点が得られる： （１）処理室に供給された粒子状材料の一部を非常に高
い温度に加熱し得る。たとえば、粒子状石灰石の場合、
急速に焼が起こるような高温に加熱し得る。

（２）原粒子状態の喪失および内部表面への付着の増加
が制限される。

（３）処理済粒子状材料の微粉砕ままの大きさを保持す
るため、次段階の加工が容易となる。

（４）粘着性又は溶融粒子の存在にかかわらず、オフガ
スの潜熱を使用することができ、全体のエネルギー需要
量を減少させることができる。従来の方法では、このよ
うな粒子が存在すると、熱の回収は非常に困難である。

図面の簡単な説明 添付図面に示す実施態様は例示的なものであって、入
口および出口の構造および位置は、前記のような所望の
結果を得るために必要に応じて変更することができる。

添付の図面において、図１は粒子状炭酸塩材料、たと
えば石灰石の加熱および処理に関して記載された本発明
の一実施態様を示す。溶融浴反応炉からのオフガスは、
加熱および焼用処理室に入る。また、新鮮な炭酸塩材
料もこの処理室へ送られ、そこから固体とガスとを分離
する分離室へ送られる。処理された炭酸塩材料流は、次
に２分される（これらは必ずしも同量である必要はな
い）。その一方は処理室に再循環され、他方は溶融浴反
応炉に加えられる。

図２は本発明の他の態様を示し、これは石灰岩の一部
を予め焼することなく溶融浴反応炉へ供給することを
特徴とする。

図３は本発明の別の態様を示し、これは熱オフガス中
の石灰石をある程度焼し、非焼石灰石を溶融浴反応
炉へ直接的にある程度装填し、および確立された焼方
法で幾分かの添加石灰石を焼することを特徴すとる。

図４は本発明のさらに他の態様を示す。この態様にお
いて、より冷たい粒子状材料が処理室出口に近傍に処理
室壁に接近して処理室に導入され、内壁表面に隣接する
冷たい粒子の流下カーテンを形成する。これらのより冷
たい粒子は、処理室のオフガス導入口に向かって降下す
るにつれ、オフガス流に浮遊流動するようになり、ガス
および固体用出口を通って処理室から出ていく。

発明の詳細な説明 本発明は、特に石灰石の加熱および焼に関して説明
するが、ある範囲内の粒子状材料、たとえば他の炭酸塩
鉱物にも適用できる。ある種の炭酸塩含有鉱物は、１種
以上の炭酸塩を含有する。たとえば、白雲石は炭酸カル
シウムおよび炭酸マグネシウムの両方を含有する。一方
または両方の炭酸塩を焼するのが有利な点である。
焼すると、結果的に炭酸塩または炭酸塩成分全てを焼
することはできないということが認識されている。

本発明は、所望により還元能力を有するオフガスを高
温で生ずる任意の反応炉と組み合わせて使用することが
できる。これは所望の組成のスラグを得るため溶融浴反
応炉に加えられるフラックスとして焼材料を調整する
のに使用しても良い。従って、本発明は溶融浴反応炉、
たとえば鉱石由来のスラグからポルトランド型セメント
を製造するために用いられる溶融浴と組み合わせると特
に有用である。

本発明は、一実施態様において、炭酸塩材料を加熱お
よび焼するのに乾式冶金反応炉オフガスから発生する
熱の一部（および、所望により化学エネルギーの一部）
を利用する。これらの炭酸塩粒子は、炭酸塩の焼速度
を高めるため非常に高温に加熱することができる。

たとえ使用温度が前記使用可能な高温よりも低くて
も、本発明による方法は、ガス流中の粒子の相互間の接
触及び処理室内部表面との接触を減少させることにより
従来技術を改善するものである。また、本発明は微細材
料、および弱い性質のために割れて微細材料になりやす
い材料をも処理することができる。

本発明は、使用している反応炉オフガスが粘着性粒子
又は溶滴を含有する場合、特別な利点を有するが、本発
明は反応炉オフガスが粘着性粒子または溶滴を含まない
場合にも用いることができる。

処理室の横断面は、粒子の処理室壁面への直接接触及
び粒子相互間の直接接触を最小限にする適切な流動パタ
ーンが形成されるように、対応する（複数の）開口部の
横断面よりも十分に大きくするのが望ましい。

炭酸塩材料と熱オフガスとの流れが入口開口部から出
口側へ流れるに連れて、断面積が開口部から処理室へ増
加しているため、流速が次第に遅くなる。しかしなが
ら、流れが出口に接近すると、処理室の横断面積が減少
するため、流速が速くなる。そのため、流入してくる炭
酸塩粒子は、初め流れに浮遊させられ、オフガス中の粒
子は高速導入流に浮遊したままの状態となる。しかしな
がら、出口側へ移動するにつれて流れが遅くなり、一部
の粒子は流れから分岐し入口端に後戻りする。粒子が浮
遊状態を維持するか否かは粒子の密度、大きさ、表面積
及び流れ内での位置を含む多くの要因に依存する。流れ
に浮遊したままの粒子は、出口に達する前に粘着性粒子
の粘着温度未満の温度に冷却され、そして、処理室の入
口端に向かって落ちる粒子も、熱ガスの高速入口流に再
び浮遊する前に、粘着性粒子の粘着温度未満の温度に冷
却される。

前記又は各開口部および前記又は各導入部の形状は、
溶融浴反応炉からの粒子がそれらの周囲に凝集するのを
減少させ又は排除するため、滑らかで円形の内部表面を
最小限のデッド・スペースに形成するように選定され
る。

たとえば炭酸塩材料粒子は、オフガスの導入点に近接
した１個または複数の他点で処理室内に導入するのが望
ましい。炭酸塩材料粒子はバルク貯蔵室からのもの、ま
たは最初に記載した処理室と共に操作される他の処理室
からのものでもよい。粒子は任意の適当なガス、たとえ
ば完全に酸化されたオフガスにより処理室に搬送され
る。

熱炭酸塩粒子間の接触は、熱ガスと炭酸塩材料の比率
を変えることにより最小限にすることができる。通常、
利用可能なガスの量は判っており、例えば、炉の操業に
依存する。従って、可能な限り炭酸塩材料粒子間の望ま
しくない衝突を避けると共に処理室内の目標温度を調節
するため、粒子状材料の供給速度がガス流に合わせられ
る。

粒子が加熱および焼用処理室を離れる時までに、こ
れらの本質的に一様な温度になる。この温度は十分に低
いので、粒子を引き続き従来装置で扱うことができる。

前記処理室には排出ガスを導出する延長用垂直管また
は取出用排気筒を装着しても良く、この場合、粒子はさ
らに冷却される。

特定の状況下では、製造物を冷却すると共に、製造物
からエネルギーを回収するために、たとえば処理室およ
び垂直管のどちらか一方又は双方に外部冷却手段を配設
するのが望ましい。逆に、たとえば適当な耐火材料を使
用することにより最大限の熱回収が得られるように断熱
材を配設するのが望ましい場合もある。

一度粒子が処理室内で所望の温度にまで冷却される
と、粒子を処理室から抜き出し、次の処理、例えばサイ
クロンに送給しても良い。

粒子の高温領域での滞留時間は、溶融浴オフガスおよ
びキャリヤーガスの一方または両方の流速を調整するこ
とにより制御できる。

粒子は必要に応じて１度またはそれ以上処理室を通過
させても良いことに留意すべきである。

酸素含有ガスをオフガスに導入してオフガス中の可燃
成分を燃焼させることにより、オフガスの化学エネルギ
ーを利用することができる。

本発明の一実施態様において、この方法に用する全て
の炭酸塩材料は、本発明に記載された加熱器／焼器で
処理される。加熱及び十分に焼された材料は、次に溶
融浴反応炉に供給される。

本発明の別の実施態様において、溶融浴反応炉処理で
の焼材料所要量が本発明に記載された加熱器／焼器
で焼し得る量よりも多い。このような状況下では、さ
らに炭酸塩材料を未焼形態で溶融浴反応炉中に直接的
に注入しても良い。また別法として、追加炭酸塩材料の
一部または全てを溶融浴反応炉に供給する前に既存の工
業用焼方法（たとえば、ロータリーキルン、シャフト
キルン、流動床、噴流層焼器）で焼してもよい。

本発明の別の態様において、より冷たい粒子状材料の
下垂カーテンが処理室の内部表面に近接して維持されて
いる。要約すると、このカーテンは、内部表面に接触す
る粒子のみがそれらの粘着温度未満であるように十分に
冷たい粒子であるようにしている。溶融浴反応炉オフガ
スまたは被処理材料のどちらかからの粘着性粒子または
溶滴は、それらの軌道のために内部表面に接触し付着す
る代わりに、下垂カーテン中の粒子に接触し付着する。
この方法により処理室内部表面への付着堆積を避けるこ
とができる。下垂カーテン中の粒子および付着材料は処
理室を通る多量のオフガス流に浮遊させられ、ガス・固
体排出流の一部として処理室を出ていく。

溶融浴反応炉オフガスが加熱器／処理室を通過し、ガ
ス−固体分離器で粒子から分離した後に、当該オフガス
をさらに利用するのが好ましい。このガスは粉砕した石
灰石供給原料を（たとえば回転窯または流動床中で）乾
燥し予熱するのに用いるのが好ましい。乾燥し予熱した
石灰岩供給原料は、次に加熱器／焼系統、溶融浴反応
炉またはその他の焼装置に導入できる。

本発明はまた、誘導スラグを得るために適当な粒子状
材料を用いて鉄鉱石から鉄をまたは適当な原料供給鉱石
からファロアロイを直接製造するのにも用いることがで
きる。

本明細書において、「粘着温度」なる用語は、ある温
度範囲にわたって粘着が起こる場合を含むことを意味
し、形容詞の「粘着性の」は粒子がその範囲内の温度で
あることを示す。

本明細書において、「酸素含有ガス」なる用語は、純
粋な酸素および酸素を含有するガスを言い、空気および
酸素に富む空気をも含む。

本明細書において、「炭素質材料」なる用語は、燃焼
して適当な高温を生じさせることができる任意の炭素ベ
ースの材料を言い、これには無煙炭、瀝青炭または亜瀝
青炭、粘結炭または水スチーミング炭（steaming coa
l）、コークス、亜炭または褐炭、亜炭または褐炭に由
来する炭、重石油残留物および天然ガスが含まれる。亜
炭または褐炭はオーストラリア特許第561586号および出
願第5259086号および第52422/86号に開示された方法を
用いて濃縮しておいてもよい。このように濃縮した産生
物からチャーを調製する方法はオーストラリア特許出願
第52234/86に開示されている。

本明細書において、熱オフガスを供給する溶融浴反応
炉は、たとえば、溶融鉄浴反応炉、ディープ・スラグ法
反応炉、フェロアロイ浴反応炉、非第一鉄浴反応炉、ま
たは熱オフガスを排出するその他の任意の乾式冶金法浴
反応炉のうちのどれでもよい。

本明細書中、溶融浴反応炉からの熱オフガスは以下の
どれを含有してもよい。たとえば：上部または底部吹込
み又は攪拌により溶融浴反応炉からでる溶融金属塊若し
くは金属またはスラグの小滴； −コークスまたは石炭の注入または充填に伴うコークス
または石炭粒子を含有するスラグの小滴、および −溶融浴反応炉に充填されオフガスに直接浮遊流動させ
らるコークス、石炭、融剤、鉱石または濃縮物の粒子。

以下、オフガス、たとえば溶融浴反応炉からのオフガ
スの使用理由を添付の図面を参照してさらに詳細に説明
する。これらのオフガスは、比較的高濃度の一酸化炭素
および水素を含有してもよい。これらのガスが溶融浴反
応炉から出るときの温度は、1100から1800℃の範囲でよ
い。

これらのオフガスは１図に示すように加熱兼処理室Ｐ
へ送られ、開口部Ａから処理室へ出ていく。開口部Ａは
導入口Ｂの上流に配設され、前記導入口Ｂからキャリヤ
ーガスで新鮮な供給原料が送られる。開口部Ａの導入口
Ｂに対する空間的な関係および処理室Ｐの内寸は、導入
口Ｂ付近のたとえば炭酸塩粒子の一部を急速加熱を促進
し、続いて粒子が処理室に入るにつれて冷却されるよう
に選定される。また、開口部Ａおよび導入口Ｂの幾何学
的および空間的関係、並びにこれらの空間的関係は、粒
子の処理室壁との接触を小さくし、壁への堆積を減少さ
せるかまたは防止するように選定される。

浮遊流動固体は、ガス固体分離器Ｇへ送られ、また比
較的熱いガスは、次に乾燥器／予熱器Ｄで使用される。
Ｇからの処理済固体は次に分流器Ｓへ入る。処理済固体
の一部を処理室Ｐへ再循環させても良く、また、一部を
溶融浴反応炉Ｍへ供給しても良い。

新鮮な供給原料は乾燥器／予熱器Ｄから処理室Ｐへ加
えられる。図２に関して、新鮮な供給原料の一部は第二
分流器S1（この場合第一分流器はS2と称する）から溶融
浴反応炉Ｍへ直接入ってもよい。

図３に関して、この実施態様における付加的要素は、
焼原料の一部を溶融浴反応炉Ｍへ供給するため、既存
の焼工程の採用である。

図４に関して、この態様の操作については上述した
が、本実施例では処理室Ｍの内部表面の保護は冷却粒子
の下垂外部カーテンにより増強される。

本発明は、総括的な様相において、本明細書の上記に
関する特定の詳細に限定されるものではないと理解され
るのは明白であろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グラント、ロデリック・マックファーソ ン オーストラリア連邦、3108、ヴィクトリ ア、ドンキャスター、コレラ・ストリー ト 12番 (72)発明者 ハップ、ジェイムズ・ヴィンセント オーストラリア連邦、3134、ヴィクトリ ア、リングウッド、ニゲル・コート ６ 番 (72)発明者 スィーレ、グレン・アシュレイ カナダ、ヴィ２ジー・２ピー３、ブリテ ィッシュ・コロンビア、ウイリアムズ・ レイク、ジェネラル・デリバリー （番 地の表示なし) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01J 6/00 B01J 8/00 C04B 2/10

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粘着性粒子状材料を含む熱ガスを用いて非
   還元性粒子状固体材料を加熱する方法であって、粘着性
   粒子状材料を含む熱ガスと非還元性粒子状固体材料との
   混成流を形成する工程からなり、前記熱ガスが当該熱ガ
   スに含まれる粘着性粒子状材料が粘着特性を示す温度以
   上の温度を有することを特徴とする非還元性粒子状固体
   材料の加熱処理方法。
2. 【請求項２】前記非還元性粒子状固体材料を、前記熱ガ
   スに含まれる粘着性粒子状材料が粘着特性を示す温度以
   上の温度に加熱した後、前記粘着性粒子状材料が粘着特
   性を示す温度未満の温度に急冷する請求項１に記載の方
   法。
3. 【請求項３】粒子間接触を最小にすると共に、前記粘着
   性粒子状材料が前記処理室の内壁に接触する前にその粘
   着温度以下に冷却する熱ガスの流動パターンを処理室内
   に確立させ、当該流動パターンに非還元性粒子状固体材
   料を投入して前記処理室内で前記混成流を形成させる請
   求項１又は２に記載の方法。
4. 【請求項４】前記熱ガスが前記処理室の第一端からその
   第二端に向って処理室内を移動するにつれてその速度を
   次第に減少させ、次いで前記処理室の第二端に近づくに
   つれてその速度を増加させることにより前記流動パター
   ンを確立させる請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】熱ガスが溶解浴反応炉からのオフガスであ
   る請求項１−４のいずれか一に記載の方法。
6. 【請求項６】加熱時、前記非還元性粒子状固体材料を仮
   焼する請求項１−５のいずれか一に記載の方法。
7. 【請求項７】非還元性粒子状固体材料が炭酸塩である請
   求項７に記載の方法。
8. 【請求項８】炭酸塩が石灰石である請求項７に記載の方
   法。
9. 【請求項９】炭酸塩が苦灰石である請求項７に記載の方
   法。
10. 【請求項１０】非還元性粒子状固体材料をキャリヤーガ
    スに浮遊させて非還元性粒子状固体材料搬送流を形成さ
    せ、当該非還元性粒子状固体材料搬送流を熱ガス流と混
    合して非還元性粒子状固体材料と熱ガスとの混成流を形
    成させる補助工程を含む請求項１−９のいづれか一に記
    載の方法。
11. 【請求項１１】非還元性粒子状固体材料が、熱ガス、キ
    ャリヤーガス又は両方の流量を調節することにより調節
    された温度に加熱される請求項10に記載の方法。
12. 【請求項１２】酸素含有ガスを熱ガスに注入して熱ガス
    中の可燃性材料を燃焼させ、付加熱を供給する補助工程
    を含む請求項１〜11のいづれか一に記載の方法。
13. 【請求項１３】熱ガスの温度が、1100から1800℃の範囲
    にある請求項１〜12のいづれか一に記載の方法。
14. 【請求項１４】冷たい非還元性粒子状固体材料からなる
    包囲カーテンを前記処理室の第２端側からか第１端側に
    降下させて熱粘着性粒子が処理室の内壁に衝突するのを
    防止する補助工程を含む請求項４に記載の方法。
15. 【請求項１５】粘着性粒子状材料を含み当該粘着性粒子
    状材料が粘着特性を示す温度以上の温度を有する熱ガス
    と非還元性粒子状固体材料の混成流を閉じ込め規制する
    容器と、熱ガスを前記容器に導入する第１入口手段と、
    キャリヤーガスに浮遊させた非還元性粒子状固体材料の
    搬送流を前記容器に導入する第２入口手段と、処理され
    た非還元性粒子状固体材料流を導出する出口手段とから
    なり、非還元性粒子状固体材料が初め加熱され、次いで
    容器を出る前に急冷されるように前記容器の形状及び寸
    法を設定すると共に前記第１及び第２入口手段並びに出
    口手段を配設し、かつ、前記第１入口手段及び容器が、
    非還元性粒子状固体材料が粒子間接触及び容器壁への接
    触が最小となる流動パターンに入るように寸法設定され
    た断面積を有することを特徴とする非還元性粒子状固体
    材料加熱装置。
16. 【請求項１６】前記容器が非還元性粒子状固体材料と熱
    ガスの混成流の流動方向に伸長している請求項15記載の
    装置。
17. 【請求項１７】第１及び第２入口手段が容器の第１端に
    配設され、出口手段が容器の第２端に配設されている請
    求項16記載の加熱装置。
18. 【請求項１８】第１入口手段が容器の縦軸の近傍に配設
    されている請求項16又は請求項17記載の加熱装置。
19. 【請求項１９】前記容器が第１入口手段の横断面積より
    も実質的に大きな横断面積を有する、請求項16〜18のい
    ずれか一に記載の加熱装置。
20. 【請求項２０】第１入口手段が第２入口手段の近傍に配
    設されている請求項16〜19のいずれか一に記載の加熱装
    置。
21. 【請求項２１】溶解浴反応炉、請求項15〜20のいずれか
    一に記載の加熱装置、溶解浴反応炉から前記加熱装置に
    オフガスを送給する手段、及び前記加熱装置から溶解浴
    反応炉に加熱された非還元性粒子状固体材料を送給する
    手段とからなる装置。