(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応シャフト、下層炉およびアップテイクを備えた浮遊溶解炉の熱平衡の制御方法であって、前記反応シャフトは、囲壁構体と該囲壁構体の上端にあるルーフ構体とを備えたシャフト構造体を有し、該シャフト構造体は、該シャフト構造体の内部において反応チャンバを画成し、該反応チャンバは前記下層炉と連通した下端を有し、前記反応シャフトは、微細固形物および反応ガスを前記反応チャンバ内に供給する精鉱バーナを備え、該方法は、
前記反応シャフトのシャフト構造体に、該反応シャフトの反応チャンバ内へ吸熱材料を供給する少なくとも１つの冷却手段を設け、
該少なくとも１つの冷却手段を用いて前記反応シャフトの反応チャンバ内に吸熱材料を供給し、
ｈを前記反応チャンバの高さとして、該反応チャンバの下端から計測して少なくとも0.3ｈの高さ位置に前記少なくとも１つの冷却手段を設け、
前記精鉱バーナからある距離だけ離隔し分離した形で前記シャフト構造体に前記少なくとも１つの冷却手段を設け、
前記少なくとも１つの冷却手段は、前記反応チャンバのルーフ構体から計測して0.3ｈから0.7ｈまでの距離だけ離隔して設けることを特徴とする浮遊溶解の熱平衡の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、該方法は、前記精鉱バーナからある距離だけ離隔し分離した形で前記シャフト構造体のルーフ構体に前記少なくとも１つの冷却手段を設けることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、該方法は、
前記少なくとも１つの冷却手段にノズルを設け、
該ノズルを調整して、水平面に対して65度から85度までの角度で前記反応シャフトの反応チャンバ内に吸熱材料を供給することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法において、該方法は、前記シャフト構造体の囲壁構体に前記少なくとも１つの冷却手段を設けることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項２に記載の方法において、該方法は、
前記少なくとも１つの冷却手段にノズルを設け、
該ノズルを調整して、水平面に対して30度から60度までの角度で前記反応シャフトの反応チャンバ内に吸熱材料を供給することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、該方法は、前記ノズルを調整して、水平面に対して40度から50度までの角度で前記反応シャフトの反応チャンバ内に吸熱材料を供給することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の方法において、該方法は、前記シャフト構造体の囲壁構体に肩形成部を設け、該肩形成部に前記少なくとも１つの冷却手段を配設することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の方法において、該方法は、
前記シャフト構造体の囲壁構体に前記少なくとも１つの冷却手段を設けることによって、第１の垂直反応域および第２の垂直反応域を前記反応チャンバに形成し、
前記シャフト構造体の囲壁構体における前記少なくとも１つの冷却手段を用いて吸熱材料を前記反応チャンバ内に供給して、該反応チャンバに吸熱材料の存在しない第１の垂直反応域を形成し、前記反応チャンバ内で前記第１の垂直反応域の下方に第２の垂直反応域を形成し、該第２の垂直反応域は吸熱材料を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれかに記載の方法において、該方法は、
前記シャフト構造体の囲壁構体に前記少なくとも１つの冷却手段を設けることによって、第１の垂直反応域および第２の垂直反応域を前記反応チャンバに形成し、
前記シャフト構造体の囲壁構体における前記少なくとも１つの冷却手段を用いて吸熱材料を前記反応チャンバ内に供給して、該反応チャンバに第１の垂直反応域を形成し、前記反応チャンバ内で該第１の垂直反応域の下方に第２の垂直反応域を形成し、該第２の垂直反応域は前記第１の垂直反応域よりも多量の吸熱材料を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項７に従属する場合の請求項８または９に記載の方法において、該方法は、
前記第１の垂直反応域と前記第２の垂直反応域との間に前記肩形成部を設け、
前記第１の垂直反応域と前記第２の垂直反応域との間の前記肩形成部に前記少なくとも１つの冷却手段を設けることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項８ないし10のいずれかに記載の方法において、前記第１の垂直反応域および前記第２の垂直反応域は該第１の垂直反応域の平均断面積が該第２の垂直反応域の平均断面積より小さくなるように形成することを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項８ないし11のいずれかに記載の方法において、該方法は、前記第１の垂直反応域を前記反応チャンバの最上部分に形成することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項８ないし12のいずれかに記載の方法において、該方法は、
前記シャフト構造体の囲壁構体において該シャフト構造体の囲壁構体の垂直方向で少なくとも２つの異なる位置に前記少なくとも１つの冷却手段を設けることによって、前記第２の垂直反応域を少なくとも２つの垂直下位反応域に分割し、
前記シャフト構造体の囲壁構体の垂直方向において前記少なくとも２つの異なる位置から前記反応チャンバ内に吸熱材料を供給して、該反応チャンバに吸熱材料の存在しない第１の垂直反応域を形成し、該第１の反応域の下方に前記少なくとも２つの垂直下位反応域を形成し、該下位反応域は吸熱材料を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項８ないし12のいずれかに記載の方法において、該方法は、
前記シャフト構造体の囲壁構体において該シャフト構造体の囲壁構体の垂直方向で少なくとも２つの異なる位置に前記少なくとも１つの冷却手段を設けることによって、前記第２の垂直反応域を少なくとも２つの垂直下位反応域に分割し、
前記シャフト構造体の囲壁構体の垂直方向において前記少なくとも２つの異なる位置から前記反応チャンバ内に吸熱材料を供給して、前記反応チャンバに第１の垂直反応域を形成し、該第１の反応域の下方に前記少なくとも２つの垂直下位反応域を形成し、該下位反応域は該第１の反応域よりも多量の吸熱材料を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項７に従属する場合の請求項13または14に記載の方法において、該方法は、
２つの隣接する垂直下位反応域の間に前記肩形成部を形成し、
該２つの隣接する垂直下位反応域の間の肩形成部に前記少なくとも１つの冷却手段を設けることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項15に記載の方法において、該方法は、前記反応チャンバのルーフ構体から計測して0.4ｈから0.6ｈまでの距離だけ離隔して前記少なくとも１つの冷却手段を設けることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１ないし16のいずれかに記載の方法において、該方法は、水、排水、硫酸、弱酸、石灰水、硫酸銅、硫酸ニッケルおよび金属硫酸塩のうちの少なくとも１つを吸熱材料として使用することを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１ないし17のいずれかに記載の方法において、該方法は、前記精鉱バーナを用いて前記反応シャフト内に供給される微細固形物に対し追加として、また前記精鉱バーナを用いて前記反応シャフト内に供給される反応ガスに対し追加として、吸熱材料を供給することを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１ないし18のいずれかに記載の方法において、該方法は、吸熱材料を流体状で使用することを特徴とする方法。
【請求項２０】
反応シャフト、下層炉およびアップテイクを備え、該反応シャフトは、囲壁構体と該囲壁構体の上端にあるルーフ構体とを備えたシャフト構造体を有し、該シャフト構造体は反応チャンバを画成し、前記反応シャフトは、微細固形物および反応ガスを前記反応チャンバ内に供給する精鉱バーナを備えている浮遊溶解炉において、
前記反応シャフトのシャフト構造体は、該反応シャフトの反応チャンバ内へ吸熱材料を供給する少なくとも１つの冷却手段を備え、
ｈを前記反応チャンバの高さとして、該反応チャンバの下端から計測して少なくとも0.3ｈの高さ位置に前記少なくとも１つの冷却手段が配設され、
該少なくとも１つの冷却手段は、前記精鉱バーナからある距離だけ離隔し分離した形で前記シャフト構造体に設けられ、
前記少なくとも１つの冷却手段は、前記反応チャンバのルーフ構体から計測して0.3ｈから0.7ｈまでの距離だけ離隔して配設されていることを特徴とする浮遊溶解炉。
【請求項２１】
請求項20に記載の浮遊溶解炉において、前記少なくとも１つの冷却手段は、前記シャフト構造体のルーフ構体において前記精鉱バーナから離隔し分離されていることを特徴とする浮遊溶解炉。
【請求項２２】
請求項21に記載の浮遊溶解炉において、
前記少なくとも１つの冷却手段はノズルを含み、
前記ノズルを調整して、水平面に対して65度から85度までの角度で前記反応シャフトの反応チャンバ内に吸熱材料を供給することを特徴とする浮遊溶解炉。
【請求項２３】
請求項20ないし22のいずれかに記載の浮遊溶解炉において、前記シャフト構造体の囲壁構体に前記少なくとも１つの冷却手段があることを特徴とする浮遊溶解炉。
【請求項２４】
請求項21に記載の浮遊溶解炉において、
前記少なくとも１つの冷却手段はノズルを含み、
該ノズルを調整して、水平面に対して30度から60度までの角度で前記反応シャフトの反応チャンバ内に吸熱材料を供給することを特徴とする浮遊溶解炉。
【請求項２５】
請求項24に記載の浮遊溶解炉において、前記ノズルを調整して、水平面に対して40度から50度までの角度で前記反応シャフトの反応チャンバ内に吸熱材料を供給することを特徴とする浮遊溶解炉。
【請求項２６】
請求項20ないし25のいずれかに記載の浮遊溶解炉において、前記シャフト構造体の囲壁構体には肩形成部があり、該肩形成部には前記少なくとも１つの冷却手段があることを特徴とする浮遊溶解炉。
【請求項２７】
請求項20ないし26のいずれかに記載の浮遊溶解炉において、
前記反応チャンバは、第１の垂直反応域と、該第１の垂直反応域の下方にある第２の垂直反応域とを含み、
前記シャフト構造体の囲壁構体には前記少なくとも１つの冷却手段が配設され、該冷却手段は、吸熱材料を前記反応チャンバ内に供給するように配設されて、前記第２の垂直反応域は吸熱材料を含み、前記第１の垂直反応域は吸熱材料を含まないことを特徴とする浮遊溶解炉。
【請求項２８】
請求項20ないし26のいずれかに記載の浮遊溶解炉において、
前記反応チャンバは、第１の垂直反応域と、該第１の垂直反応域の下方にある第２の垂直反応域とを含み、
前記シャフト構造体の囲壁構体には前記少なくとも１つの冷却手段が配設され、該冷却手段は、吸熱材料を前記反応チャンバ内に供給するように配設されて、前記第２の垂直反応域が前記第１の垂直反応域よりも多量の吸熱材料を含むようにすることを特徴とする浮遊溶解炉。
【請求項２９】
請求項26に従属する場合の請求項27または28に記載の浮遊溶解炉において、該溶解炉は、
前記第１の垂直反応域と前記第２の垂直反応域との間に前記肩形成部を含み、
前記第１の垂直反応域と前記第２の垂直反応域との間の肩形成部に前記少なくとも１つの冷却手段があることを特徴とする浮遊溶解炉。
【請求項３０】
請求項27ないし29のいずれかに記載の浮遊溶解炉において、前記第１の垂直反応域の平均断面積は前記第２の垂直反応域の平均断面積より小さいことを特徴とする浮遊溶解炉。
【請求項３１】
請求項27ないし30のいずれかに記載の浮遊溶解炉において、前記第１の垂直反応域は前記反応チャンバの最上部分に形成されていることを特徴とする浮遊溶解炉。
【請求項３２】
請求項27ないし31のいずれかに記載の浮遊溶解炉において、
前記第２の垂直反応域は少なくとも２つの垂直下位反応域に分割され、
前記少なくとも１つの冷却手段は、前記シャフト構造体の囲壁構体の垂直方向において少なくとも２つの異なる位置から前記反応チャンバ内に吸熱材料を供給するように配設されて、前記反応チャンバに吸熱材料の存在しない第１の垂直反応域を形成し、該第１の垂直反応域の下方に前記少なくとも２つの垂直下位反応域を形成し、該少なくとも２つの垂直下位反応域は吸熱材料を含むことを特徴とする浮遊溶解炉。
【請求項３３】
請求項27ないし31のいずれかに記載の浮遊溶解炉において、
前記第２の垂直反応域は少なくとも２つの垂直下位反応域に分割され、
前記少なくとも１つの冷却手段は、前記シャフト構造体の囲壁構体における垂直方向において少なくとも２つの異なる位置から前記反応チャンバ内に吸熱材料を供給するように配設されて、前記反応チャンバに第１の垂直反応域を形成し、該第１の垂直反応域の下方に前記少なくとも２つの垂直下位反応域を形成し、該少なくとも２つの垂直下位反応域は前記第１の垂直反応域よりも多量の吸熱材料を含むことを特徴とする浮遊溶解炉。
【請求項３４】
請求項26に従属する場合の請求項32または33に記載の浮遊溶解炉において、該溶解炉は、
２つの隣接する垂直下位反応域の間に前記肩形成部を含み、
該２つの隣接する垂直下位反応域の間の肩形成部に前記少なくとも１つの冷却手段があることを特徴とする浮遊溶解炉。
【請求項３５】
請求項20に記載の浮遊溶解炉において、該溶解炉は、前記反応チャンバのルーフ構体から計測して0.4ｈから0.6ｈまでの距離だけ離隔して前記少なくとも１つの冷却手段が配設されていることを特徴とする浮遊溶解炉。
【請求項３６】
請求項20ないし35のいずれかに記載の浮遊溶解炉において、少なくとも１つの冷却手段が配設されて、水、排水、硫酸、弱酸、石灰水、硫酸銅、硫酸ニッケルおよび金属硫酸塩のうちの少なくとも１つを吸熱材料として供給することを特徴とする浮遊溶解炉。
【請求項３７】
請求項20ないし36のいずれかに記載の浮遊溶解炉において、前記少なくとも１つの冷却手段は、前記精鉱バーナを用いて前記反応シャフト内に供給される微細固形物に対し追加として、また前記精鉱バーナを用いて前記反応シャフト内に供給される反応ガスに対し追加として、吸熱材料を供給するように配設されていることを特徴とする浮遊溶解炉。
【請求項３８】
請求項20ないし37のいずれかに記載の浮遊溶解炉において、前記少なくとも１つの冷却手段は吸熱材料を流体状で供給するように配設されていることを特徴とする浮遊溶解炉。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項１の前提部に規定されたような浮遊溶解炉の熱平衡の制御方法に関するものである。
【０００２】
本発明はまた、独立請求項23の前提部に規定されたような浮遊溶解炉にも関するものである。
【０００３】
本発明は、フラッシュ溶解炉といった浮遊溶解炉において行われる方法、およびフラッシュ溶解炉といった浮遊溶解炉に関するものである。
【０００４】
フラッシュ溶解炉は３つの主要部、すなわち反応シャフト、下層炉およびアップテイクを含む。フラッシュ精錬処理では、硫化精鉱、スラグ生成剤および他の微細構成材料を含む微細固形物が反応シャフト上部の精鉱バーナによって反応ガスと混合される。反応ガスは、空気、酸素または酸素富化空気でよい。精鉱バーナは通常、微細固形材料を反応シャフト内に供給する供給パイプを備え、供給パイプの開口部は反応シャフトへ開口している。精鉱バーナはさらに、通常は散布装置を備え、これは、供給パイプの内側で同軸に配設され、また、反応シャフトの内部で供給パイプの開口部からある距離だけ延伸し、さらに、散布装置の周囲を流れる微細固形物に向けて散布ガスを送り出す散布ガス孔を含む。精錬バーナは、通常さらに、反応シャフト内に反応ガスを供給するガス供給装置を備え、ガス供給装置は環状放出口を通して反応シャフトへ開口し、環状放出口は、供給パイプを同軸に取り囲んで環状放出口から放出される前記反応ガスを微細固形物と混合させ、微細固形物は、供給パイプの中央から放出されて散布ガスによって側部へ導かれる。フラッシュ精錬処理は、精鉱バーナの供給パイプの開口部を通して反応シャフト内に微細固形物を供給する段階を含む。フラッシュ精錬処理はさらに、精鉱バーナの散布装置の散布ガス開口部を通して反応シャフト内に散布ガスを供給し散布装置の周囲の微細固形物の流れへ散布ガスを送り出す段階を含み、また、精鉱バーナのガス供給装置の環状放出口を通して反応シャフト内に反応ガスを供給しこの反応ガスを固形物と混合させる段階を含み、固形物は供給パイプの中央から放出されて散布ガスによって側部へ導かれる。
【０００５】
多くの場合、溶融に必要なエネルギーは、反応シャフト内に供給される混合物の構成材料と微粉状固形物と反応ガスとが互いに反応する際に、混合物自体から得られる。しかし、互いに反応する際に十分なエネルギーを生成せず、十分な溶融のためには燃料ガスも反応シャフト内に供給して溶融用のエネルギーを生成する必要のある原材料も存在する。
【０００６】
現在、浮遊溶解炉の反応シャフトの熱平衡を上方に修正する、すなわち浮遊溶解炉の反応シャフトの温度を上昇させて浮遊溶解炉の反応シャフトの冷却を防ぐ種々の公知の選択肢が存在する。浮遊溶解炉の反応シャフトの熱平衡を下方に修正する、すなわち浮遊溶解炉の反応シャフトの温度を低下させるには、それほど多くの公知の方法が存在するわけではない。一方法として、供給を減少させる、すなわち、たとえば反応シャフトに供給する精鉱および反応ガスをより少量にすることが知られている。浮遊溶解炉の反応シャフトの温度を低下させるもう１つの公知の方法は、反応シャフト内に窒素を供給するものである。この方法の欠点は、オフガス内の窒素量がより高いためにオフガスが増大してしまうことである。他の公知の方法として、精鉱とともに固体冷却剤を混合させるものがある。この方法の欠点は、溶融量が増大してしまい、スラグ組成物が処理工程に有益とならない可能性があることである。生産性を向上させるためには、供給を減少させずに熱平衡点をうまく低減できればよいであろう。
【発明の目的】
【０００７】
本発明の目的は、以上に述べた課題を解決する浮遊溶解炉の熱平衡の制御方法および浮遊溶解炉を提供することである。
【発明の簡単な説明】
【０００８】
本発明の浮遊溶解炉の熱平衡の制御方法は、独立請求項１の記載によって特徴付けられる。
【０００９】
本方法の好適な実施形態は、従属請求項２ないし22に定義されている。
【００１０】
これに対し、本発明の浮遊溶解炉は、独立請求項23の記載によって特徴付けられる。
【００１１】
本浮遊溶解炉の好適な実施形態は、従属請求項24ないし44に定義されている。
【００１２】
本方法および浮遊溶解炉は、反応シャフトの反応チャンバ内に吸熱材料を供給する少なくとも１つの冷却手段を反応シャフトのシャフト構造体に設け、該少なくとも１つの冷却手段を使用して反応シャフトの反応チャンバ内に吸熱材料を供給するとの発想に基づいている。
【００１３】
本発明による解決方法によって、供給を低減させることなく反応シャフトにおける溶融温度を低下させることができる。これは、反応シャフトの反応チャンバ内に供給される吸熱材料が反応チャンバでエネルギーを消費することによる。たとえば、冷却液状の吸熱材料が反応シャフトで蒸発することによってエネルギーを消費し、この蒸発エネルギーは反応シャフト中の物質から奪われる。場合によって吸熱材料は、反応シャフトの条件下で、より微細な成分部分に分解して吸熱反応によりエネルギーを消費可能な成分を含んでいてもよい。これにより、反応シャフトの温度は管理された方法で低減可能となる。
【００１４】
本発明による解決方法によって、供給を低減させることなく反応シャフトの温度を低下させることができる。これは、供給の増大による温度上昇を吸熱材料の供給の増加によって個々に修正できることによる。
【００１５】
この解決方法を用いることの利点は、反応チャンバでの温度をいたずらに上昇させることなく反応ガス中の酸素をより多く使用できることである。反応ガスは、たとえば、酸素の利用度と供給固形材料の分解度に応じて60〜85％または95％に至るまでの酸素を含有することがある。
【００１６】
知られているように、たとえば、高い熱価を有する微細固形物が必ずしも同時に反応チャンバでの発火が容易な材料であるとは限らない。多量の酸素を使用することによって、発火困難であるような材料を発火させることができる。吸熱材料を反応チャンバ内に供給すれば、反応ガス中のそのような多量の酸素に起因する過剰の熱エネルギーが消費可能となる。
【００１７】
反応ガス中の酸素富化度を高めることによるもう１つの利点は、オフガス中の窒素（Ｎ2）量が低くなることである。これにより、オフガスラインおよび酸性物プラントにおける設備規模の大部分は、冷却液を付加しない場合と比較してより縮小可能となる。これにより、新たな設備の投資コストが縮減し、既存設備に対し（もしあったとしても）小規模の変更を行うだけで既存設備の能力を高め得ることになる。
【００１８】
ガス状の窒素を反応チャンバ内に供給することによる冷却と比較して本解決方法による利点は、窒素酸化物（NOX）の生成を低減させる可能性があることである。窒素酸化物は、環境に有害であり、浮遊溶解炉のアップテイクより収集されるガスから生ずる生成物中の不要物であるが、反応チャンバの温度が十分に高く窒素が反応チャンバに存在している場合に生成される。吸熱材料を反応チャンバの高熱域内に供給することによって、火炎長が増大し、反応チャンバの高温領域が縮小する。これにより、これらの高温領域における浮遊物滞留時間が減少し、その結果、サーマルNOXおよびフューエルNOXの生成が低減されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
以下、下記の図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
【図１】浮遊溶解炉の第１の実施形態の原理図である。
【図２】浮遊溶解炉の第２の実施形態の原理図である。
【図３】浮遊溶解炉の第３の実施形態の原理図である。
【図４】浮遊溶解炉の第４の実施形態の原理図である。
【図５】浮遊溶解炉の第５の実施形態の原理図である。
【図６】浮遊溶解炉の第６の実施形態の原理図である。
【図７】浮遊溶解炉の第７の実施形態の原理図である。
【図８】浮遊溶解炉の第８の実施形態の原理図である。
【図９】浮遊溶解炉の第９の実施形態の原理図である。
【図１０】浮遊溶解炉の第10の実施形態の原理図である。
【発明の詳細な説明】
【００２０】
図面は、浮遊溶解炉の10個の異なる実施形態を示す。
【００２１】
最初に、浮遊溶解炉の熱平衡の制御方法と、この方法の好ましい実施形態および変更態様とをより詳細に記載する。
【００２２】
本浮遊溶解炉は、反応シャフト1、下層炉2、およびアップテイク3を含む。反応シャフト1はシャフト構造体4を有し、囲壁構体5およびルーフ構体6を備え、これはシャフト構造体4の内部において反応チャンバ7を画成している。反応シャフト1は、微細固形物および反応ガスを反応チャンバ7内に供給する精鉱バーナ14を備えている。このような浮遊溶解炉の基本構成および機能原理は、たとえばフィンランド特許22,694号によって公知である。
【００２３】
本方法は、反応シャフト1の反応チャンバ7内に（図示されていない）吸熱材料を供給する少なくとも１つの冷却手段8を反応シャフト1のシャフト構造体4に設けるステップを含む。
【００２４】
本方法はさらに、少なくとも１つの冷却手段8を用いて反応シャフト1の反応チャンバ7内に吸熱材料を供給するステップを含む。
【００２５】
本方法は、精鉱バーナ14からある距離だけ離隔し分離した形でシャフト構造体4に、少なくとも１つの冷却手段8を設けるステップを含んでもよい。
【００２６】
本方法は、精鉱バーナ14からある距離だけ離隔し分離した形でシャフト構造体4のルーフ構体6に、少なくとも１つの冷却手段8を設けるステップを含んでもよい。
【００２７】
本方法において、精鉱バーナ14からある距離だけ離隔し分離した形でシャフト構造体4のルーフ構体6に少なくとも１つの冷却手段8を設けるステップが含まれる場合、本方法は、ノズル9を備えた少なくとも１つの冷却手段8をシャフト構造体4のルーフ構体6に精鉱バーナ14からある距離だけ離隔し分離した形で設けるステップを含んでもよい。
【００２８】
本方法において、ノズル9を備えた少なくとも１つの冷却手段8をシャフト構造体4のルーフ構体6に精鉱バーナ14からある距離だけ離隔し分離した形で設けるステップが含まれる場合、本方法は、少なくとも１つのノズル9を調整して、水平面に対して65度と85度との間、例えば70度で反応シャフト1の反応チャンバ7内に吸熱材料を供給するステップを含んでもよい。
【００２９】
本方法において、ノズル9を備えた少なくとも１つの冷却手段8をシャフト構造体4のルーフ構体6に精鉱バーナ14からある距離だけ離隔し分離した形で設けるステップが含まれる場合、本方法は、10度と30度との間、たとえば20度の噴射角を有する少なくとも１つのノズル9を使用するステップを含んでもよい。
【００３０】
本方法は、少なくとも１つの冷却手段8をシャフト構造体4の囲壁構体5に設けるステップを含んでもよい。本方法において、少なくとも１つの冷却手段8をシャフト構造体4の囲壁構体5に設けるステップが含まれる場合、本方法は、ノズル9を備えた少なくとも１つの冷却手段8をシャフト構造体4の囲壁構体5に設けるステップを含んでもよい。
【００３１】
本方法において、ノズル9を備えた少なくとも１つの冷却手段8をシャフト構造体4の囲壁構体5に設けるステップが含まれる場合、本方法は、少なくとも１つのノズル9を調整して、水平面に対して30度から60度まで、好ましくは40度から50度までの角度で反応シャフト1の反応チャンバ7内に吸熱材料を供給するステップを含んでもよい。
【００３２】
本方法において、ノズル9を備えた少なくとも１つの冷却手段8をシャフト構造体4の囲壁構体5に設けるステップが含まれる場合、本方法は、少なくとも１つのノズル9を調整して10度と30度との間、たとえば20度の噴射角で反応シャフト1の反応チャンバ7内に吸熱材料を供給するステップを含んでもよい。
【００３３】
本方法は、断面積が下層炉2に向かって増加する反応チャンバ7を有する浮遊溶解炉を設けるステップを含んでもよい。反応チャンバ7は、少なくとも部分的に円錐台状であってよく、および／または湾曲部分を有してもよい。または、反応チャンバ7は少なくとも部分的に垂直な部分を有してもよい。
【００３４】
本方法は、図５および図６に示すように、シャフト構造体4の囲壁構体5に肩形成部12を設け、肩形成部12に少なくとも１つの冷却手段8を配設するステップを含んでもよい。
【００３５】
本方法は、シャフト構造体4の囲壁構体5に少なくとも１つの冷却手段8を設けることによって、第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を反応チャンバ7に形成するステップを含んでもよく、また、シャフト構造体4の囲壁構体5における前記少なくとも１つの冷却手段8を用いて吸熱材料を反応チャンバ7内に供給して、反応チャンバ7に吸熱材料の存在しない第１の垂直反応域10を形成し、反応チャンバ7内で第１の垂直反応域10の下方に第２の垂直反応域11を形成して、第２の垂直反応域11が吸熱材料を含むようにするステップを含んでもよい。
【００３６】
本方法は、シャフト構造体4の囲壁構体5に少なくとも１つの冷却手段8を設けることによって、第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を反応チャンバ7に形成するステップを含んでもよく、また、シャフト構造体4の囲壁構体5における前記少なくとも１つの冷却手段8を用いて吸熱材料を反応チャンバ7内に供給して、反応チャンバ7に第１の垂直反応域10を形成し、反応チャンバ7内で第１の垂直反応域10の下方に第２の垂直反応域11を形成して、第２の垂直反応域11が第１の垂直反応域10よりも多量の吸熱材料を含むようにするステップを含んでもよい。
【００３７】
本方法は、シャフト構造体4の囲壁構体5に少なくとも１つの冷却手段8を設けることによって、第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を反応チャンバ7に形成するステップを含んでもよく、また、シャフト構造体4の囲壁構体5における前記少なくとも１つの冷却手段8を用いて吸熱材料を反応チャンバ7内に供給して、反応チャンバ7に第１の垂直反応域10を形成し、反応チャンバ7内で第１の垂直反応域10の下方に第２の垂直反応域11を形成して、第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11の両方が吸熱材料を含むようにするステップを含んでもよい。
【００３８】
本方法において、第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を反応チャンバ7に形成するステップが含まれる場合、本方法は、第１の垂直反応域10と第２の垂直反応域11との間に肩形成部12を設けるステップを含んでもよい。
【００３９】
本方法において、第１の垂直反応域10と第２の垂直反応域11との間に肩形成部12を設けるステップが含まれる場合、本方法は、第１の垂直反応域10と第２の垂直反応域11との間の肩形成部12に少なくとも１つの冷却手段8を設けるステップを含んでもよい。
【００４０】
本方法において、第１の垂直反応域10と第２の垂直反応域11との間の肩形成部12に少なくとも１つの冷却手段8を設けるステップが含まれる場合、本方法は、ノズル9を備えた少なくとも１つの冷却手段8を第１の垂直反応域10と第２の垂直反応域11との間の肩形成部12に設けるステップを含んでもよい。
【００４１】
本方法において、ノズル9を備えた少なくとも１つの冷却手段8を第１の垂直反応域10と第２の垂直反応域11との間の肩形成部12に設けるステップが含まれる場合、本方法は、少なくともノズル9を調整して水平面に対して30度から60度まで、好ましくは40度から50度までの角度で反応シャフト1の反応チャンバ7内に吸熱材料を供給するステップを含んでもよい。
【００４２】
本方法において、ノズル9を備えた少なくとも１つの冷却手段8を第１の垂直反応域10と第２の垂直反応域11との間の肩形成部12に設けるステップが含まれる場合、本方法は、少なくともノズル9を調整し10度と30度との間、たとえば20度の噴射角で反応シャフト1の反応チャンバ7内に吸熱材料を供給するステップを含んでもよい。
【００４３】
本方法において、第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を反応チャンバ7に形成するステップが含まれる場合、本方法は、図７および図８に示すように、第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を形成して、第１の垂直反応域10の平均断面積が第２の垂直反応域11の平均断面積より小さくなるようにするステップを含んでもよい。
【００４４】
本方法において、第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を反応チャンバ7に形成するステップが含まれる場合、本方法は、図７ないし図10に示すように、反応チャンバ7の最上部分で第１の垂直反応域10を形成するステップを含んでもよい。
【００４５】
本方法において、第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を反応チャンバ7に形成するステップが含まれる場合、本方法は、図８および図10に示すように、第１の垂直反応域10を形成して反応チャンバ7の第１の垂直反応域10の断面積が下層炉2に向かって増加するようにするステップを含んでもよい。反応チャンバ7の第１の垂直反応域10は、少なくとも部分的に円錐台状であってよく、および／または湾曲部分を有してもよい。または、反応チャンバ7の第１の垂直反応域10は少なくとも部分的に垂直な部分を有してもよい。
【００４６】
本方法において、第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を反応チャンバ7に形成するステップが含まれる場合、本方法は、図８に示すように、第２の垂直反応域11を形成して反応チャンバ7の第２の垂直反応域11の断面積が下層炉2に向かって増加するようにするステップを含んでもよい。反応チャンバ7の第２の垂直反応域11は、少なくとも部分的に円錐台状であってよく、および／または湾曲部分を有してもよい。または、反応チャンバ7の第２の垂直反応域11は少なくとも部分的に垂直な部分を有してもよい。
【００４７】
本方法において、第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を反応チャンバ7に形成するステップが含まれる場合、本方法は、シャフト構造体4の囲壁構体5においてシャフト構造体4の囲壁構体5の垂直方向で少なくとも２つの異なる位置に冷却手段8を設けることによって、第２の垂直反応域11を少なくとも２つの垂直下位反応域13に分割するステップと、シャフト構造体4の囲壁構体5の垂直方向において少なくとも２つの異なる位置から反応チャンバ7内に吸熱材料を供給して、反応チャンバ7に吸熱材料の存在しない第１の垂直反応域10を形成し、第１の反応域10の下方に少なくとも２つの垂直下位反応域13を形成して、下位反応域13が吸熱材料を含むようにするステップとを含んでもよい。
【００４８】
本方法において、第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を反応チャンバ7に形成するステップが含まれる場合、本方法は、シャフト構造体4の囲壁構体5においてシャフト構造体4の囲壁構体5の垂直方向で少なくとも２つの異なる位置に冷却手段8を設けることによって、第２の垂直反応域11を少なくとも２つの垂直下位反応域13に分割するステップと、シャフト構造体4の囲壁構体5の垂直方向において少なくとも２つの異なる位置から反応チャンバ7内に吸熱材料を供給して、反応チャンバ7に第１の垂直反応域10を形成し、第１の反応域10の下方に少なくとも２つの垂直下位反応域13を形成して、下位反応域13が第１の反応域10よりも多量の吸熱材料を含むようにするステップとを含んでもよい。
【００４９】
本方法において、第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を反応チャンバ7に形成するステップが含まれる場合、本方法は、シャフト構造体4の囲壁構体5においてシャフト構造体4の囲壁構体5の垂直方向で少なくとも２つの異なる位置に冷却手段8を設けることによって、第２の垂直反応域11を少なくとも２つの垂直下位反応域13に分割するステップと、シャフト構造体4の囲壁構体5の垂直方向において少なくとも２つの異なる位置から反応チャンバ7内に吸熱材料を供給して、反応チャンバ7に第１の垂直反応域10を形成し、第１の反応域10の下方に少なくとも２つの垂直下位反応域13を形成して、第１の垂直反応域10および下位反応域13が吸熱材料を含むようにするステップとを含んでもよい。
【００５０】
図９および図10は、２つの垂直下位反応域13が形成された実施形態を示す。
【００５１】
本方法において、第２の垂直反応域11を数個の垂直下位反応域13に分割するステップが含まれる場合、本方法は、２つの隣接する垂直下位反応域13の間に肩形成部12を形成するステップを含んでもよい。
【００５２】
本方法において、２つの隣接する垂直下位反応域13の間に肩形成部12を形成するステップが含まれる場合、本方法は、２つの隣接する垂直下位反応域13の間の肩形成部12に少なくとも１つの冷却手段8を設けるステップを含んでもよい。
【００５３】
本方法において、２つの隣接する垂直下位反応域13の間の肩形成部12に少なくとも１つの冷却手段8を設けるステップが含まれる場合、本方法は、ノズル9を備えた少なくとも１つの冷却手段8を設けるステップを含んでもよい。
【００５４】
本方法において、ノズル9を備えた少なくとも１つの冷却手段8を２つの隣接する垂直下位反応域13の間の肩形成部12に設けるステップが含まれる場合、本方法は、ノズル9を調整して水平面に対して30度から60度まで、好ましくは40度から50度までの角度で反応シャフト1の反応チャンバ7内に吸熱材料を供給するステップを含んでもよい。
【００５５】
本方法において、ノズル9を備えた少なくとも１つの冷却手段8を２つの隣接する垂直下位反応域13の間の肩形成部12に設けるステップが含まれる場合、本方法は、少なくともノズル9を調整して10度と30度との間、たとえば20度の噴射角で反応シャフト1の反応チャンバ7内に吸熱材料を供給するステップを含んでもよい。
【００５６】
本方法において、第２の垂直反応域11を数個の垂直下位反応域13に分割するステップが含まれる場合、本方法は、図９に示すように、断面積が下層炉2に向かって増加する垂直下位反応域13を形成するステップを含んでもよい。たとえば、少なくとも部分的に円錐台状であり、および／または湾曲部分を有する垂直下位反応域13を設けることが可能である。または、反応チャンバ7の第１の垂直反応域10は少なくとも部分的に垂直な部分を有してもよい。
【００５７】
本方法は、ｈを反応チャンバ7の高さとして、反応チャンバ7のルーフ構体6から計測して0.3ｈから0.7ｈまでの距離だけ、好ましくは0.4ｈから0.6ｈまでの距離だけ離隔して少なくとも１つの冷却手段8を設けるステップを含んでもよい。
【００５８】
本方法は、吸熱材料を反応チャンバ7に供給するように構成されたノズル9を有する少なくとも１つの冷却手段8を設けて、反応チャンバのルーフ構体6から計測して0.3ｈから0.7ｈまでの距離だけ、好ましくは0.4ｈから0.6ｈまでの距離だけ離隔した位置で吸熱材料の流れが反応チャンバ7の仮想垂直中心線を横切るようにするステップを含んでもよい。ただし、ｈは反応チャンバ7の高さである。
【００５９】
本方法は、反応チャンバ7における同じ高さ位置に数個の冷却手段8を反応チャンバ7の周囲に均等に設けるステップを含んでもよい。
【００６０】
本方法では、水、公共の下水といった排水、硫酸または弱酸といった様々な強度の酸、石灰水、硫酸銅もしくは硫酸ニッケルといった金属塩および金属硫酸塩、または以上に述べたものの混合物のうちの少なくとも１つを吸熱材料として使用することが好ましいが、必須ではない。吸熱材料は過飽和溶液状であってもよいが、過飽和の最大限度は溶液中の材料の性質に依存する。
【００６１】
本方法では、吸熱材料は、反応チャンバ7中に冷却手段8を用いて溶滴状で供給してもよい。このような溶滴のサイズは、溶滴が分解し、さらに溶滴の吸熱材料が下層炉に入る前に気化するように選定することが好ましいものの、必須ではない。一方、このような溶滴のサイズは、反応チャンバ7での溶滴の分解が早すぎるほどに小さくなくてよい。さもないと、反応チャンバ7の最も熱い部分、すなわち反応チャンバ7の仮想垂直中心軸近傍の最熱部分でエネルギーを吸熱反応として消費するという溶滴の能力が減退してしまうからである。
【００６２】
本方法は、精鉱バーナ14を用いて反応シャフト1内に供給される微細固形物に対し追加として、また精鉱バーナ14を用いて反応シャフト1内に供給される反応ガスに対し追加として、吸熱材料を供給することを含んでもよい。
【００６３】
本方法は、吸熱材料を流体状で、好ましくは液体状で使用することを含んでもよい。
【００６４】
本方法は、反応チャンバ7の下端から計測して少なくとも0.3ｈの高さ位置に少なくとも１つの冷却手段8を設けることを含んでもよい。ただし、ｈは反応チャンバ7の高さである。これにより、反応チャンバ7のそのような高さ位置、すなわち高さに吸熱材料を供給し、この吸熱材料を使用して反応チャンバ7で熱エネルギーを消費可能とする。
【００６５】
次いで、浮遊溶解炉と、この浮遊溶解炉における好ましい実施形態および変更態様とをより詳細に説明する。
【００６６】
本浮遊溶解炉は、反応シャフト1と、下層炉2と、アップテイク3とを含む。反応シャフト1はシャフト構造体4を有し、これは囲壁構体5およびルーフ構体6を備え、反応チャンバ7を画成している。反応シャフト1は、微細固形物および反応ガスを反応チャンバ7内に供給する精鉱バーナ14を備えている。
【００６７】
反応シャフト1のシャフト構造体4は、吸熱材料を反応シャフト1の反応チャンバ7内に供給する冷却手段8を備えている。
【００６８】
本浮遊溶解炉は、精鉱バーナ14からある距離だけ離隔し分離した形でシャフト構造体4に、少なくとも１つの冷却手段8を備えていてもよい。
【００６９】
本浮遊溶解炉は、精鉱バーナ14からある距離だけ離隔し分離した形でシャフト構造体4のルーフ構体6に、少なくとも１つの冷却手段8を備えていてもよい。
【００７０】
本浮遊溶解炉において、精鉱バーナ14からある距離だけ離隔し分離した形でシャフト構造体4のルーフ構体6に少なくとも１つの冷却手段8を設ける場合、本遊溶解炉は、ノズル9を備えた精鉱バーナ14からある距離だけ離隔し分離した形でシャフト構造体4のルーフ構体6に、少なくとも１つの冷却手段8を設けてもよい。
【００７１】
本浮遊溶解炉において、ノズル9を備えた精鉱バーナ14からある距離だけ離隔し分離した形でシャフト構造体4のルーフ構体6に少なくとも１つの冷却手段8を設ける場合、ノズル9を調整して、水平面に対して30度から70度までの角度で反応シャフト1の反応チャンバ7内に吸熱材料を供給するようにしてもよい。
【００７２】
本浮遊溶解炉において、ノズル9を備えた精鉱バーナ14からある距離だけ離隔し分離した形でシャフト構造体4のルーフ構体6に、少なくとも１つの冷却手段8を設ける場合、ノズル9を調整して、10度と30度との間、たとえば20度の噴射角で反応シャフト1の反応チャンバ7内に吸熱材料を供給するようにしてもよい。
【００７３】
本浮遊溶解炉は、シャフト構造体4の囲壁構体5に少なくとも１つの冷却手段8を備えていてもよい。
【００７４】
本浮遊溶解炉において、シャフト構造体4の囲壁構体5に少なくとも１つの冷却手段8を設ける場合、本浮遊溶解炉は、ノズル9を備えたシャフト構造体4の囲壁構体5に少なくとも１つの冷却手段8を備えていてもよい。
【００７５】
本浮遊溶解炉において、ノズル9を備えたシャフト構造体4の囲壁構体5に少なくとも１つの冷却手段8を設ける場合、ノズル9を調整して、水平面に対して30度から60度まで、好ましくは40度から50度までの角度で反応シャフト1の反応チャンバ7内に吸熱材料を供給するようにしてもよい。
【００７６】
本浮遊溶解炉において、ノズル9を備えたシャフト構造体4の囲壁構体5に少なくとも１つの冷却手段8を設ける場合、ノズル9を調整して、10度と30度との間、たとえば20度の噴射角で反応シャフト1の反応チャンバ7内に吸熱材料を供給するようにしてもよい。
【００７７】
反応チャンバ7の断面積は、図２および図４に示すように、下層炉2に向かって増加してもよい。反応チャンバ7は、少なくとも部分的に円錐台状であり、および／または湾曲部分を有してもよい。または、図１および図３に示すように、反応チャンバ7は少なくとも部分的に垂直な部分を有してもよい。
【００７８】
反応チャンバ7は、シャフト構造体4の囲壁構体5に肩形成部12を含み、肩形成部12に少なくとも１つの冷却手段8を含んでもよい。
【００７９】
反応チャンバ7は、第１の垂直反応域10と、第１の垂直反応域10の下方にある第２の垂直反応域11とを含み、少なくとも１つの冷却手段8がシャフト構造体4の囲壁構体5に配設され、吸熱材料を反応チャンバ7内に供給するように構成して、第２の垂直反応域11が吸熱材料を含み、第１の垂直反応域10が吸熱材料を含まないようにしてもよい。
【００８０】
反応チャンバ7は、第１の垂直反応域10と、第１の垂直反応域10の下方にある第２の垂直反応域11とを含み、少なくとも１つの冷却手段8がシャフト構造体4の囲壁構体5に配設され、吸熱材料を反応チャンバ7内に供給するように構成して、第２の垂直反応域11が第１の垂直反応域10よりも多量の吸熱材料を含むようにしてもよい。
【００８１】
反応チャンバ7は、第１の垂直反応域10と、第１の垂直反応域10の下方にある第２の垂直反応域11とを含み、少なくとも１つの冷却手段8がシャフト構造体4の囲壁構体5に配設され、吸熱材料を反応チャンバ7内に供給するように構成して、第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11の両方が吸熱材料を含むようにしてもよい。
【００８２】
反応チャンバ7が第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を備える場合、反応チャンバ7は、図７ないし図10に示すように、第１の垂直反応域10と第２の垂直反応域11との間に肩形成部12を含んでいてもよい。
【００８３】
反応チャンバ7が第１の垂直反応域10と第２の垂直反応域11との間に肩形成部12を備える場合、図７ないし図10に示すように、少なくとも１つの冷却手段8を第１の垂直反応域10と第２の垂直反応域11との間の肩形成部12に設けてもよい。
【００８４】
少なくとも１つの冷却手段8を第１の垂直反応域10と第２の垂直反応域11との間の肩形成部12に設ける場合、本浮遊溶解炉は、第１の垂直反応域10とノズル9を含む第２の垂直反応域11との間の肩形成部12に少なくとも１つの冷却手段8を設けてもよい。
【００８５】
反応チャンバ7において、第１の垂直反応域10とノズル9を備えた第２の垂直反応域11との間の肩形成部12に少なくとも１つの冷却手段8を設ける場合、ノズル9を調整して、水平面に対して30度から60度まで、好ましくは40度から50度までの角度で反応シャフト1の反応チャンバ7内に吸熱材料を供給するようにしてもよい。
【００８６】
反応チャンバ7において、第１の垂直反応域10とノズル9を備えた第２の垂直反応域11との間の肩形成部12に少なくとも１つの冷却手段8を設ける場合、ノズル9を調整して、10度と30度との間、たとえば20度の噴射角で反応シャフト1の反応チャンバ7内に吸熱材料を供給するようにしてもよい。
【００８７】
反応チャンバ7が第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を含む場合、図７および図８に示すように、第１の垂直反応域10の平均断面積は第２の垂直反応域11の平均断面積より小さくてもよい。
【００８８】
反応チャンバ7が第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を含む場合、図７および図８に示すように、第１の垂直反応域10は反応チャンバ7の最上部分に形成してもよい。
【００８９】
反応チャンバ7が第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を含む場合、図８に示すように、反応チャンバ7の第１の垂直反応域10の断面積は下層炉2に向かって増加してもよい。反応チャンバ7の第１の垂直反応域10は少なくとも部分的に円錐台状であり、および／または湾曲部分を有してもよい。または、図８に示すように、反応チャンバ7の第１の垂直反応域10は少なくとも部分的に垂直な部分を有してもよい。
【００９０】
反応チャンバ7が第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を含む場合、図８に示すように、反応チャンバ7の第２の垂直反応域11の断面積は下層炉2に向かって増加してもよい。反応チャンバ7の第２の垂直反応域11は少なくとも部分的に円錐台状であり、および／または湾曲部分を有してもよい。または、図８に示すように、反応チャンバ7の第２の垂直反応域11は少なくとも部分的に垂直な部分を有してもよい。
【００９１】
反応チャンバ7が第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を含む場合、第２の垂直反応域11は少なくとも２つの垂直下位反応域13に分割され、シャフト構造体4の囲壁構体5の垂直方向において異なる少なくとも２つの位置で反応チャンバ7内へ吸熱材料を供給するように冷却手段8を配設して、反応チャンバ7に吸熱材料の存在しない第１の垂直反応域10を形成するとともに、第１の垂直反応域10の下方に少なくとも２つの垂直下位反応域13を形成して、少なくとも２つの垂直下位反応域13が吸熱材料を含むようにしてもよい。
【００９２】
反応チャンバ7が第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を含む場合、第２の垂直反応域11は少なくとも２つの垂直下位反応域13に分割され、シャフト構造体4の囲壁構体5の垂直方向において異なる少なくとも２つの位置で反応チャンバ7内へ吸熱材料を供給するように冷却手段8を配設して、反応チャンバ7に第１の垂直反応域10を形成するとともに、第１の垂直反応域10の下方に少なくとも２つの垂直下位反応域13を形成して、少なくとも２つの垂直下位反応域13が第１の垂直反応域10よりも多量の吸熱材料を含むようにしてもよい。
【００９３】
反応チャンバ7が第１の垂直反応域10および第２の垂直反応域11を含む場合、第２の垂直反応域11は少なくとも２つの垂直下位反応域13に分割され、シャフト構造体4の囲壁構体5の垂直方向において異なる少なくとも２つの位置で反応チャンバ7内へ吸熱材料を供給するように冷却手段8を配設して、反応チャンバ7に第１の垂直反応域10を形成し、また、第１の垂直反応域10の下方に少なくとも２つの垂直下位反応域13を形成して、第１の垂直反応域10と少なくとも２つの垂直下位反応域13の両方が吸熱材料を含むようにしてもよい。
【００９４】
第２の垂直反応域11が数個の垂直下位反応域13に分割される場合、第２の垂直反応域11は、２つの隣接する垂直下位反応域13の間に肩形成部12を含んでもよい。
【００９５】
第２の垂直反応域11が２つの隣接する垂直下位反応域13の間に肩形成部12を含む場合、２つの隣接する垂直下位反応域13の間の肩形成部12に少なくとも１つの冷却手段8を設けてもよい。
【００９６】
２つの隣接する垂直下位反応域13の間の肩形成部12に少なくとも１つの冷却手段8を設ける場合、本浮遊溶解炉は、ノズル9を備えた少なくとも１つの冷却手段8を備えていてもよい。この場合、ノズルを調整して、水平面に対して30度から60度まで、好ましくは40度から50度までの角度で反応シャフト1の反応チャンバ7内に吸熱材料を供給するようにしてよい。この場合、ノズルを調整して、10度と30度との間、たとえば20度の噴射角で反応シャフト1の反応チャンバ7内に吸熱材料を供給するようにしてよい。
【００９７】
第２の垂直反応域11が数個の垂直下位反応域13に分割される場合、本浮遊溶解炉は、図10に示すように、断面積が下層炉2に向かって増加する垂直下位反応域13を含んでもよい。たとえば、少なくとも部分的に円錐台状であり、および／または湾曲部分を有する垂直下位反応域13を有することが可能である。または、反応チャンバ7の第１の垂直反応域10は少なくとも部分的に垂直な部分を有してもよい。
【００９８】
本浮遊溶解炉は、反応チャンバ7のルーフ構体6から計測して0.3ｈから0.7ｈまでの距離だけ、好ましくは0.4ｈから0.6ｈまでの距離だけ離隔して配設された少なくとも１つの冷却手段8を備えていてもよい。ただし、ｈは反応チャンバ7の高さである。
【００９９】
本浮遊溶解炉は、数個の冷却手段8を備えていてもよく、これらは反応チャンバ7における同じ高さ位置に配設され、反応チャンバ7の周囲に均等に配置されている。
【０１００】
本浮遊溶解炉は、吸熱材料を反応チャンバ7内に供給するように構成されたノズル9を有する少なくとも１つの冷却手段8を備え、反応チャンバ7のルーフ構体6から計測して0.3ｈから0.7ｈまでの距離だけ、好ましくは0.4ｈから0.6ｈまでの距離だけ離隔した位置で、吸熱材料の流れが反応チャンバ7の仮想的な垂直中心線を横切るようにしてもよい。ただし、ｈは反応チャンバ7の高さである。本浮遊溶解炉は、反応チャンバ7の最も熱い箇所、すなわち反応チャンバ7の中央部に吸熱材料を供給するように調整されたノズル9を有する少なくとも１つの冷却手段8を備えていてもよい。
【０１０１】
本浮遊溶解炉は、水、公共の下水といった排水、硫酸または弱酸といった様々な強度の酸、石灰水、硫酸銅もしくは硫酸ニッケルといった金属塩および金属硫酸塩、または以上に述べたものの混合物のうちの少なくとも１つを吸熱材料として供給するように構成された冷却手段8を備えていることが好ましいが、必須ではない。吸熱材料は過飽和溶液状であってもよいが、過飽和の最大限度は溶液中の材料の性質に依存する。
【０１０２】
本浮遊溶解炉では、吸熱材料は、反応チャンバ7内に冷却手段8を用いて溶滴状で供給してもよい。このような溶滴のサイズは、溶滴が反応チャンバ7の最適位置で分解して気化するように選定することが好ましいものの、必須ではない。
【０１０３】
本浮遊溶解炉は、精鉱バーナ14を用いて反応シャフト1内に供給される微細固形物に対し追加として、また精鉱バーナ14を用いて反応シャフト1内に供給される反応ガスに対し追加として、吸熱材料を供給するように構成された少なくとも１つの冷却手段8を備えていてもよい。
【０１０４】
本浮遊溶解炉は、吸熱材料を流体状で、好ましくは液体状で供給するように構成された少なくとも１つの冷却手段8を備えていてもよい。
【０１０５】
本浮遊溶解炉は、反応チャンバ7の下端から計測して少なくとも0.3ｈの高さ位置に配置された少なくとも１つの冷却手段8を備えていてもよい。ただし、ｈは反応チャンバ7の高さである。これにより、反応チャンバ7のそのような高さ位置、すなわち高さに吸熱材料を供給し、この吸熱材料を使用して反応チャンバ7で熱エネルギーを消費可能とする。
【０１０６】
本発明の基本思想が技術の進展とともに種々の方法で実現可能となることは、当業者にとって明白である。本発明およびその実施形態はそれ故に、上述した実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において変化してもよい。
【図１】
0006023716.tif 000002
【図２】
0006023716.tif 000003
【図３】
0006023716.tif 000004
【図４】
0006023716.tif 000005
【図５】
0006023716.tif 000006
【図６】
0006023716.tif 000007
【図７】
0006023716.tif 000008
【図８】
0006023716.tif 000009
【図９】
0006023716.tif 000010
【図１０】
0006023716.tif 000011