炉内反応の解析

[1113-18-01] 佐賀関製錬所の自溶炉反応シャフトにおける反応解析

^○洪 在亨¹、佐野 浩行¹、本村 竜也¹、千田 裕史¹ (1. パンパシフィック・カッパー㈱)

司会: 柴田悦郎（東北大学）

キーワード：自溶炉、熱流体解析、製錬

自溶炉反応シャフトでは、精鉱粒子（固体）と反応用ガス中の酸素（気体）による発熱反応、硅酸鉱粒子（固体）との造鍰反応が進行し、スラグとマットの2種類の溶体、及びSO2主体の排ガスが生成する。この自溶炉反応シャフトにおける精鉱粒子の反応状況は、当該炉の能力及び銅採集率等を含む性能に大きく影響するため、反応の安定化と効率アップへの取組みは、銅製錬技術における最大の課題の一つである。

　一方、複数の鉱物組成を含む精鉱粒子の酸化反応は、多数の単位反応の組み合わせと考えられるが、実炉においては高温下でごく短時間で反応が進行するため、反応解析や炉内吹込み条件による反応影響の定量的評価には困難が伴う。

　これまで佐賀関製錬所では、自溶炉反応シャフトにおける反応解析のため、熱流体解析ソフトウェアを用い、精鉱粒子反応モデルの開発に取り組んできた。この数値解析モデルは、実操業での反応評価や改造シミュレーション等に用いられており、自溶炉精鉱反応の安定化と効率アップに活用されている。
本報告では、佐賀関製錬所の自溶炉シャフトにおける反応解析モデルの開発経緯と数値解析の今後の展望について報告する。