CN108884515B - 氧化物矿石的冶炼方法 - Google Patents

Abstract

提供一种生产性、效率性良好的氧化物矿石的冶炼方法，其是通过对含氧化物矿石的混合物进行还原来制造金属或合金的方法。本发明是氧化物矿石的冶炼方法，其通过对含有氧化物矿石的混合物进行还原来制造金属或合金，其中，其具有：混合处理工序S1，该工序至少对氧化物矿石和碳质还原剂进行混合；混合物成型工序S2，该工序对得到的混合物进行成型而得到混合物成型体；和还原工序S3，该工序利用还原炉在规定的还原温度条件下对得到的混合物成型体进行加热。

Description

氧化物矿石的冶炼方法

技术领域

本发明涉及一种氧化物矿石的冶炼方法，该方法将氧化物矿石例如将含有氧化镍和氧化铁的镍氧化物矿石与还原剂的混合物成型为颗粒等，在冶炼炉(还原炉)中进行还原加热来进行冶炼。

背景技术

作为金属氧化物的矿石之一的被称作褐铁矿或腐泥土的镍氧化物矿石的冶炼方法，已知的有使用熔炼炉与硫黄一起进行硫化焙烧制造镍锍(nickel matte)的干式冶炼方法、使用旋转炉窑或移动床炉用碳质还原剂进行还原制造作为铁和镍的合金的铁镍的干式冶炼方法、在使用高压釜用硫酸浸出镍、钴所得到的浸出液中添加硫化剂制造混合硫化物(mix sulfide)的湿式冶炼方法等。

在上述各种冶炼方法中，在与碳源一起进行还原来冶炼镍氧化物矿石的情况下，为了使反应进行，要进行预处理，以用于将该原料矿石制成块状的成型体。具体而言，一般在将镍氧化物矿石块状物化即从粉状、微粒状制成块状时，将该镍氧化物矿石与粘合剂、还原剂等混合，进一步进行水分调节等以后，装入块状物制造机，例如制成10mm～30mm左右的块状的成型体(是指颗粒、团块等。以下，简称为“颗粒”)。

该颗粒需要一定程度的透气性，例如，以便于使水分散失。进而，因为若还原反应在颗粒内没有均匀进行的话，组成将变得不均匀，金属产生分散或偏集，所以很重要的一点是即使装入冶炼炉开始还原加热等冶炼操作，也要维持其形状。

另外，特别重要的一点是在还原初期在颗粒表面生成由金属成分生成的壳状金属(金属壳)。若颗粒表面没有有效生成均匀的金属壳的话，将导致颗粒内的还原剂成分(例如，如果是碳质还原剂，则是一氧化碳)脱出，不仅不能有效还原，而且也难以控制还原率。而且，部分组成的偏差变大，结果无法制作目标铁镍。

为了生成这样的均匀的金属壳，原料混合物的颗粒形状、其强度等非常重要。即，如果形状变形，颗粒表面发生局部的金属化，不能生成均匀的金属壳。另外，若颗粒强度较低，有时在成型后转移至后续工序时、干燥时、还原时等会生成裂纹，也会成为破裂的原因。

因此，为了在颗粒的表面生成均匀的金属壳，颗粒的形状、强度等是非常重要的因素。另外，不仅寻求生成金属壳，还寻求在成本竞争激烈的金属冶炼中，使生产性高、高效块状化的技术。

例如，在专利文献1中公开了一种技术，作为利用移动床炉制造铁镍时的预处理方法，在将含有氧化镍及氧化铁的原料与碳质还原剂混合而制成混合物的混合工序中，调节混合物的多余碳量来制造颗粒，将该颗粒装入炉内进行还原工序。

具体而言，在专利文献1中记载了虽然可以将用混合机混合原料和碳质还原剂而得到的混合物直接装入移动床炉，但是优选用造粒机进行成块化，通过进行成块化，从而粉尘产生量减少并且移动床炉内的成块物(混合物)内部的传热效率提高，还原速度上升。此外，作为用于成块化的造粒机，能够使用团块挤压机等压缩成型机、盘型造粒机等滚动造粒机以及挤出成型机。

然而，在进行块状化(成块化)的时候，若仅使用一般的压缩成型机、滚动造粒机，在生成金属壳所需要的块状化的情况下，难以在保持高生产性的同时进行高效的块状化处理。

另外，在专利文献1中，虽然记载了也可以将混合物直接装入移动床炉的内容，但是关于其具体方法没有记载，可以认为仅是将混合物装入移动床炉的话，不能均匀且稳定地形成金属壳，进而还原也进行得不均匀。

另外，为了对混合物进行成块化，无论使用什么样的装置，都要花费运行成本，也需要处理时间。另外，会产生损失，成块物还可能在移动中、处理中破裂，或产生裂纹，牵扯到收率下降。进一步，当成块物是几毫米～几厘米左右的尺寸时，导致得到的铁镍也变小，难以回收金属，结果牵扯到收率下降。

进一步地，对颗粒进行还原处理时，尽量维持均匀的温度是很重要的。

另外，使还原生成的铁镍粗大化也是非常重要的技术。因为，当生成的铁镍是例如几十微米～几百微米以下的细小尺寸时，难以与同时生成的矿渣进行分离，导致作为铁镍的回收率(收率)大大下降。鉴于此，需要使还原后的铁镍粗大化的处理。

另外，如何能压低冶炼成本也是重要的技术事项，希望能通过紧凑的设备进行作业的连续处理。

例如，在专利文献2中公开了以下的方法：将含金属氧化物和碳质还原剂的成块物供给至移动床型还原熔融炉的炉床上进行加热而使金属氧化物还原熔融的粒状金属的制造方法，其中，相对于成块物彼此的距离设为0时的成块物向炉床的最大投影面积率，将成块物向炉床的投影面积率的相对值设为铺设密度时，将平均直径为19.5mm以上且32mm以下的成块物以铺设密度为0.5以上且0.8以下的方式供给至炉床上进行加热。在该方法中，记载了通过一并控制成块物的铺设密度和平均直径，从而提高粒状金属铁的生产性。

但是，专利文献2中公开的方法是用于控制在成块物的外侧发生的反应的技术，并没有着眼于控制还原反应中最重要的因素即在成块物的内部发生的反应。另一方面，期望通过控制在成块物的内部发生的反应，提高反应效率，更均匀地进行还原反应，从而获得更高品质的金属(金属、合金)。

另外，如专利文献2中那样使用具有特定直径的成块物的方法，需要取出并去除不具有特定直径的成块物，因此，制作成块物时的收率较低。另外，专利文献2中的方法，需要将成块物的铺设密度调节为0.5以上且0.8以下，不能层积成块物，因此，属于是生产性低的方法。基于这些理由，专利文献2中的方法制造成本较高。

进一步，更大的问题是使用像专利文献2那样将原料全部熔解进行还原即所谓的全熔解法的工艺的话，在作业成本方面存在很大的课题。

例如，为了将上述镍氧化物矿石完全熔融，需要1500℃以上的高温。取得如此的高温要花费巨大的能量成本，而且炉在如此的高温下使用容易受伤，还需要花费维修费，这也是一个课题。

另外，作为原料的镍氧化物矿石仅含有1％左右的目标镍，尽管不需要回收与镍相对应的铁以外的成分却要连不需要回收的成分也全部熔融，因此，显然没有效率。

鉴于此，已经开始讨论基于部分熔解的还原方法，即仅还原必要的镍，而对远比镍更多地被含有的铁仅部分地进行还原。然而，这样的部分还原法(或者，也称为镍优先还原法)，因为要在将原料维持在不完全熔解的半固体状态的同时来进行还原反应，所以要使镍100％完全还原而另一方面使铁的还原仅停留在与镍对应的范围内，进行这样的反应控制并非易事。正因如此，存在原料内部的还原容易产生部分偏差进而使得镍回收率降低等难以进行有效作业的课题。

如上所述，将氧化物矿石混合并还原来制造金属、合金的技术，在提高生产性、效率性以使制造成本降低，提高金属品质方面，有很多课题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-156140号公报。

专利文献2：日本特开2011-256414号公报。

发明内容

发明要解决的课题

本发明是鉴于上述事实而提出的，其目的是提供一种生产性、效率性良好的通过对含氧化物矿石和碳质还原剂的混合物进行还原来制造金属或合金的方法。

用于解决课题的手段

本发明人为了解决上述课题进行了潜心研究。其结果发现，通过对至少混合氧化物矿石和碳质还原剂而得到的混合物进行混炼或制成混合物成型体，从而能够制造还原反应效率高的金属、合金，至此完成了本发明。即，本发明提供如下技术方案。

(1)本发明的第一发明是一种氧化物矿石的冶炼方法，其通过对含有氧化物矿石的混合物进行还原来制造金属或合金，其中，其具有：混合处理工序，该工序至少对所述氧化物矿石和碳质还原剂进行混合；混合物成型工序，该工序对得到的混合物进行成型而得到混合物成型体；以及还原工序，该工序利用还原炉在规定的还原温度条件下对得到的混合物成型体进行加热。

(2)本发明的第二发明是在第一发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述混合物成型工序中，将所述混合物成型为棒状或圆柱状，将成型而得到的混合物切割以制成平板状或圆盘状的颗粒。

(3)本发明的第三发明是在第二发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述还原工序中，作为所述还原炉使用移动床炉，将所述平板状或圆盘状的颗粒装入该移动床炉进行还原加热。

(4)本发明的第四发明是在第一发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述混合物成型工序中，作为混合物成型体而形成颗粒，在所述还原工序中，将所述颗粒层积而形成颗粒层积体，将所述颗粒层积体装入所述还原炉进行所述加热。

(5)本发明的第五发明是在第四发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述混合物成型工序中，将所述混合物成型为立方体、长方体或圆柱的形状。

(6)本发明的第六发明是在第四或第五发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述混合物成型工序中，将所述混合物成型为8000mm³以上的体积。

(7)本发明的第七发明是在第四发明至第六发明中的任一项所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述还原工序中，作为所述还原炉使用移动床炉，将颗粒层积体装入该移动床炉的炉床进行所述加热。

(8)本发明的第八发明是在第一发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述还原工序中，将以厚度为17mm以上的方式成型的所述混合物成型体装入所述还原炉进行加热。

(9)本发明的第九发明是在第八发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述混合物成型工序中，作为所述混合物成型体而获得厚度为17mm以上的颗粒。

(10)本发明的第十发明是在第一发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述还原工序中，将以从所述混合物成型体的重心到表面的最短长度为10mm以上的方式成型的该混合物成型体装入所述还原炉进行所述加热。

(11)本发明的第十一发明是在第十发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述混合物成型工序中，作为所述混合物成型体而获得从重心到表面的最短长度为10mm以上的颗粒。

(12)本发明的第十二发明是在第一发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述混合物成型工序中，将所述混合物成型为与所述还原炉内的温度分布相对应的厚度，在所述还原工序中，在与所述还原炉内的温度分布相对应的位置装入调节过厚度的所述混合物成型体进行所述加热。

(13)本发明的第十三发明是在第十二发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述还原工序中，在对所述混合物成型体的加热之前，先在所述还原温度条件下空烧所述还原炉，由此测定该还原炉内的温度分布。

(14)本发明的第十四发明是在第十二发明或第十三发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述混合物成型工序中，作为所述混合物成型体而成型为颗粒。

(15)本发明的第十五发明是在第十四发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述还原工序中，在所述还原炉内的温度分布中成为最高温度的位置装入厚度为最大的所述颗粒。

(16)本发明的第十六发明是在第十二发明至第十五发明中的任一项所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述还原工序中，将按照下述方式调节后的该混合物成型体装入该还原炉，即，在将在所述还原炉内的温度分布中的成为最高温度的位置装入的所述混合物成型体的厚度设为100％时，该温度分布中的温度每下降1.0℃，所述混合物成型体的厚度减少0.20％以上且0.80％以下的范围。

(17)本发明的第十七发明是在第一发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述混合物成型工序中，通过将所述混合物填充至规定的容器来进行成型，作为所述混合物成型体而得到混合物填充容器。

(18)本发明的第十八发明是在第十七发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述还原工序中，在给所述混合物填充容器加盖的状态下进行加热。

(19)本发明的第十九发明是在第十七或第十八发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，所述容器具有长方体或立方体的形状。

(20)本发明的第二十发明是在第十七发明至第十九发明中的任一项所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述还原工序中，作为所述还原炉使用移动床炉，将所述混合物填充容器装入该移动床炉进行还原加热。

(21)本发明的第二十一发明是在第一发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述混合处理工序中，对所述氧化物矿石和碳质还原剂进行混合以及混炼。

(22)本发明的第二十二发明是在第二十一发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在所述还原工序中，在不使所述混合物的表面生成由所述金属或合金构成的壳体的状态下，对所述氧化物矿石进行还原。

(23)本发明的第二十三发明是在第一发明至第二十二发明中的任一项所述的氧化物矿石的冶炼方法中，所述还原工序中的还原温度是1250℃以上且1450℃以下。

(24)本发明的第二十四发明是在第一发明至第二十三发明中的任一项所述的氧化物矿石的冶炼方法中，在进行所述还原工序后，还具有分离工序，该工序对矿渣进行分离而得到金属或合金。

(25)本发明的第二十五发明是在第一发明至第二十四发明中的任一项所述的氧化物矿石的冶炼方法中，所述氧化物矿石是镍氧化物矿石。

(26)本发明的第二十六发明是在第二十五发明所述的氧化物矿石的冶炼方法中，作为所述合金而得到铁镍。

发明的效果

根据本发明能够提供生产性、效率性良好的由含氧化物矿石和碳质还原剂的混合物制造金属、合金的方法。

附图说明

图1是表示氧化物矿石的冶炼方法的流程的一个示例的工序图。

图2是表示混合物成型工序中的处理流程的一个示例的处理流程图。

图3是表示块状化处理工序中的处理流程的处理流程图。

图4是示意性表示第一实施方式中的盘状的块状物(颗粒)的图。

图5是表示第二实施方式的还原工序中的处理流程的一个示例的处理流程图。

图6是示意性表示第二实施方式中的颗粒层积体的立体图。

图7是表示第三实施方式中的颗粒示例的立体图以及侧面剖面图。

图8是表示第四实施方式中的颗粒示例的立体图以及侧面剖面图。

图9是表示第五实施方式的还原工序中的处理流程的一个示例的处理流程图。

图10是表示第六实施方式中的具有长方体的形状的容器的示例的俯视图以及侧面图。

图11是表示第七实施方式的混合处理工序中的处理流程的一个示例的处理流程图。

图12是表示还原炉的炉床中的温度分布的一个示例的绘制图。

图13是表示实施例E1中的混合物成型体的厚度分布的绘制图。

图14是表示实施例E2中的混合物成型体的厚度分布的绘制图。

图15是表示实施例E3中的混合物成型体的厚度分布的绘制图。

图16是表示比较例E1中的混合物成型体的厚度分布的绘制图。

图17是表示比较例E2中的混合物成型体的厚度分布的绘制图。

图18是表示比较例E3中的混合物成型体的厚度分布的绘制图。

具体实施方式

以下，详细说明本发明的具体的实施方式(以下，称为“本实施方式”)。需要说明的是，本发明不受以下的实施方式的限定，能够在不改变本发明的要旨的范围内作各种变形。另外，在本说明书中，“X～Y”(X、Y是任意的数值)的标记表示“X以上且Y以下”。

本说明书中的“颗粒”是指由氧化物矿石和碳质还原剂的混合物制造的块状的成型体(颗粒、团块等)。进一步，该颗粒的形状，不受限定，可以是立方体、长方体、圆柱或球的形状。

《氧化物矿石的冶炼方法》

本发明的氧化物矿石的冶炼方法是通过对含有氧化物矿石的混合物进行加热并还原来制造金属或合金的氧化物矿石的冶炼方法，其中，其具备：混合处理工序，该工序至少对所述氧化物矿石和碳质还原剂进行混合；混合物成型工序，该工序对得到的混合物进行成型而得到混合物成型体；以及还原工序，该工序利用还原炉在规定的还原温度条件下对前述混合物成型体进行加热。

图1是表示氧化物矿石的冶炼方法的流程的一个示例的工序图。如图1所示，本发明的氧化物矿石的冶炼方法具有：混合处理工序S1，该工序对含氧化物矿石的原料进行混合；混合物成型工序S2，该工序对得到的混合物进行成型成规定的形状而得到混合物成型体；还原工序S3，该工序利用还原炉在规定的还原温度条件下对得到的混合物成型体进行加热；和分离工序S4，该工序对还原工序S3中生成的金属和矿渣进行分离来回收金属。

以下，举例来说明通过由作为原料矿石的氧化物矿石即镍氧化物矿石形成混合物成型体，在该混合物成型体中优先使镍(氧化镍)还原，并部分地还原铁(氧化铁)，从而生成铁-镍合金的金属(还原金属)，进而通过分离该金属来制造铁镍的冶炼方法。需要说明的是，能认为由其它金属氧化物构成的氧化物矿石的冶炼方法也是相同的。

＜1.第一实施方式＞

第一实施方式的氧化物矿石的冶炼方法是由包含作为原料矿石的氧化物矿石的原料的混合物形成作为混合物成型体的颗粒，将该颗粒装入冶炼炉(还原炉)实施还原处理，从而生成金属和矿渣。更具体而言，将镍氧化物矿石和碳质还原剂混合而得到的混合物成型为棒状或圆柱状，将成型而得到的成型物切割以制成平板状或圆盘状的颗粒。

[1-1.混合处理工序]

混合处理工序S1是将含镍氧化物矿石的原料粉末和其他原料混合而得到混合物的工序。具体而言，在该混合处理工序S1中，与作为原料矿石的镍氧化物矿石一起添加碳质还原剂，进一步添加铁矿石、助焊剂成分、粘合剂等的例如粒径为0.2mm～0.8mm左右的粉末作为任意成分的添加剂，将它们混合而得到混合物。在此，能够使用混合机等进行含镍氧化矿的原料粉末的混合。

对作为原料矿石的镍氧化物矿石没有特别限定，能够使用褐铁矿、腐泥土矿等。需要说明的是，该镍氧化物矿石的构成成分中含有氧化镍(NiO)和氧化铁(Fe₂O₃)。

在本实施方式中，对原料矿石混合特定量的碳质还原剂而得到混合物。对碳质还原剂没有特别限定，例如，可举出煤粉、焦炭粉等。此外，该碳质还原剂优选为与上述作为原料矿石的镍氧化物矿石的粒度、粒度分布相同。通过使粒度、粒度分布相同，更易均匀混合，也使还原反应均匀地发生，因此而优选。

作为碳质还原剂的混合量、即作为在成型后存在于混合物成型体中的碳质还原剂的量，优选为使构成镍氧化物矿石的氧化镍更多地还原且使氧化铁部分地还原的量。更具体而言，将既没过量也没不足地还原镍氧化物矿石中包含的氧化镍和氧化铁所需的碳质还原剂的量设为100％时，优选为60.0％以下的比例，更优选为50.0％以下的比例，进一步优选为40.0％以下的比例，更进一步优选为35.0％以下。另一方面，若碳量超过60.0％时，还原反应过度进行而使铁的还原量变多，产生铁-镍合金中的镍品位下降等品质方面的问题，因此不优选。

如此地，通过在将化学当量的合计值设为100％时，以成型后的混合物成型体的内部存在的碳质还原剂的量(碳质还原剂的混合量)为60.0％以下的比例的方式使混合物含有碳质还原剂，能够更有效地通过还原加热处理在混合物成型体的表面均匀地生成由金属成分生成的壳体(金属壳)，因此，从生产性以及品质层面而言是优选的。而且，若还原反应过度进行而使铁的生成量变多的话，有时铁-镍合金中的镍品位会下降，但是通过使混合物成型体中包含的碳质还原剂的量为60.0％以下，就能够抑制镍品位的下降。

对碳质还原剂的混合量的下限值没有特别限定，将化学当量的合计值设为100％时，优选为5.0％以上的比例，更优选为8.0％以上的比例，进一步优选为10.0％以上的比例，更进一步优选为12.0％以上的比例，再进一步优选为15.0％以上的比例。由此，通过将碳质还原剂的混合量设为5.0％以上从而易于制造镍品位高的铁-镍合金。另一方面，若不将碳质还原剂的混合量设为5.0％以上，则镍的还原变得不充分，而生产性下降。

需要说明的是，既没过量也没不足地还原氧化镍和氧化铁所需的碳质还原剂的量，换言之也能称为将形成的混合物成型体中包含的全部量的氧化镍还原成镍金属所需的化学当量和将混合物成型体中包含的氧化铁还原成铁金属所需的化学当量的合计值(以下，也称为“化学当量的合计值”)。

对除了镍氧化物矿石和碳质还原剂之外的混合物中的为了调节铁-镍比而作为任意成分添加的添加剂即铁矿，没有特别限定，例如，能够使用铁品位为50％左右以上的铁矿、或由镍氧化物矿石的湿式冶炼得到的赤铁矿等。

另外，作为粘合剂，能列举出如膨润土、多糖类、树脂、水玻璃、脱水滤饼等。另外，作为助焊剂成分，能列举出如氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、二氧化硅等。

下表1中示出了在混合处理工序S1中混合的部分的原料粉末的组成(重量％)的一个示例。需要说明的是，原料粉末的组成并不限于此。

[表1]

原料粉末[重量％]	Ni	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	C
				镍氧化物矿石	1～2	50～60	—
碳质还原剂	—	—	≈85
				铁矿石	—	80～95	—

[1-2.混合物成型工序]

混合物成型工序S2是对由混合处理工序S1得到的原料粉末的混合物进行成型并视需要进行干燥而得到混合物成型体的工序。

图2是表示混合物成型工序S2中的处理流程的处理流程图。如该图2所示，混合物成型工序S2区分为使包含氧化物矿石的原料的混合物块状化(造粒)而得到颗粒的块状化处理工序S21a和将包含氧化物矿石的原料的混合物或其成型体填充至规定的还原用的容器而得到混合物填充容器的容器填充工序S21b，本实施方式具有两者中的块状化处理工序S21a。在此，在本实施方式中，在混合物成型工序S2中也可以在块状化处理工序S21a之后具有对混合物进行干燥的任意的干燥处理工序S22。

(1)块状化处理工序

块状化处理工序S21a是对由混合处理工序S1得到的原料粉末的混合物进行块状化(造粒)，作为混合物成型体得到具有规定形状及尺寸的颗粒、团块等块状的成型体(以下，简称为“颗粒”。)的工序。

图3是表示块状化处理工序S21a中的处理流程的处理流程图。如该图3所示，块状化处理工序S21a具有将原料粉末的混合物成型为棒状或圆柱状的成型工序S211和将成型所得到的混合物切割成平板状或圆盘状而得到颗粒的切割工序S212。在该块状化处理工序S21a之后，也可以具有干燥混合物的可选的干燥处理工序S22。

如此地，本实施方式的特征在于，将原料粉末的混合物成型为棒状或圆柱状，接着，将该成型物切割以制成平板状或圆盘状，由此制造平板状或圆盘状的颗粒。基于这样的平板状或圆盘状的颗粒，由于形状偏差非常小又稳定，所以能够得到稳定的品质，而且能够使颗粒光滑而不会像通过盘型(パン型)造粒机造粒成的颗粒那样在表面产生凸凹。另外，通过在还原炉对平板状或圆盘状的颗粒进行还原加热处理，从而能够在其表面均匀地生成金属壳，能够有效防止还原反应效率的下降、得到的铁镍的组成产生偏差。

[成型工序]

成型工序S211是对由混合处理工序S1得到的原料粉末的混合物(至少混合了镍氧化物矿石和碳质还原剂而得到的混合物)进行成型的工序。具体地，在成型工序S211中将混合物成型为棒状或圆柱状。

在成型工序S211中，例如，能够用颗粒成型装置对混合物进行成型。对颗粒成型装置没有特别限定，优选能以高压、高剪切力对混合物进行混炼而成型的装置，特别优选具备双轴螺杆型的混炼机(双轴混炼机)的装置。通过以高压、高剪切力对混合物进行混炼，能够分解原料粉混合物的凝集，进而在能有效混炼的基础上，能使得到的颗粒的强度提高。另外，通过使用具备双轴混炼机的装置，不仅能以高压、高剪切力进行混炼，而且能够在保证连续地高的生产性的同时制造颗粒，因此，特别优选。

此外，虽然也能使用团块挤压机进行成型，但是无法施加高剪切力，有可能不能充分提高颗粒的强度，因此，处理中容易产生裂纹或崩解，进而形状也产生偏差而出现宽范围的粒度分布。另外，在使用团块挤压机的情况下，会产生从成型的颗粒延伸出的部分(因为是从与模具之间延伸出的，所以是通常所说的“耳”的部分)，很难避免品质、收率的下降。

另外，因为要连续地进行后述切割工序S212中的对成型的混合物的切割操作，所以更优选在所使用的颗粒成型装置中的排出口设置切割机。通过使用这样的颗粒成型装置，从而能够高精度地切割成所希望的形状，能够在连续的操作中保持高生产性的同时制造无形状偏差的颗粒。而且，如此地通过连续的处理来进行制造，能够使得到的颗粒彼此间的品质偏差小。

[切割工序]

切割工序S212是对成型所得到的棒状或圆柱状的混合物(成型物)进行切割的工序。具体地，在切割工序S212中将棒状或圆柱状的成型物切割成平板状或圆盘状。在此，将平板状或圆盘状的形状也表述为“盘状”。

图4是示意性表示由切割工序S212对成型物进行切割而得到的作为混合物成型体的盘状颗粒的图，(A)是外观立体图，(B)是俯视图以及侧面图。将该图4所示的盘状颗粒记作“颗粒1a”。此外，在混合物成型工序S2中，能对如此地得到的盘状颗粒进行干燥，干燥后的颗粒的形状也与图4所示的示意图相同。

对盘状颗粒1a的尺寸没有特别限定，优选其直径(D)为5mm～30mm左右。另外，其直径(D)与高度(H)之比即纵横比(下述式(1))优选为0.3以上且2.0以下的范围，更优选为0.5以上且1.5以下。

纵横比＝D/H式(1)。

需要说明的是，如图4所示，直径(D)是指使圆板面的一个面朝下从上面观察时其圆板面的直径，高度(H)是指从使圆板面的一个面朝下放置时的从作为底面的其圆板面开始起的高度。

如此地，通过制成纵横比在优选为0.3以上且2.0以下的范围且更优选为0.5以上且1.5以下的范围的盘状颗粒1a，从而能够有效防止制造的颗粒的破损，由此能够形成在颗粒表面生成均匀的金属壳，能够产生所希望的还原反应。

另外，通过如此地制成盘状颗粒1a并以其圆板面朝下的方式放置于还原炉的炉床上，从而能够防止颗粒在还原炉内移动或倾倒，能够稳定地发生还原反应，能够抑制组成的偏差。而且，基于是盘状颗粒，能使金属化的铁镍在颗粒内均匀沉降，该金属的分离变得容易，从而提高回收率。

此外，如上所述地，优选接着成型工序S211中的成型处理以连续的操作进行切割工序S212中的混合物的切割处理。具体而言，使用在排出口设置有切割机的颗粒成型装置，在该颗粒成型装置中投入混合物，在成型为棒状或圆柱状之后，在其排出口利用切割机将排出的成型物切割成盘状。如此地，通过以连续的处理的方式制造颗粒，能够提高生产性，还能够减小颗粒彼此间的品质偏差。

(2)干燥处理工序

干燥处理工序S22是对由块状化处理工序S21a得到的混合物成型体(本实施方式中是盘状颗粒)进行干燥处理的任意的工序。在此，由块状化处理工序S21a得到的颗粒，过剩地包含例如50重量％左右的水分。因此，当含过剩水分的颗粒急剧地升温至还原温度时，有时因水分瞬间气化而膨胀会破坏颗粒。

因此，通过对颗粒实施干燥处理而使例如颗粒的固体成分为70重量％左右、水分为30重量％左右，能够防止在后续工序的还原工序S3中的还原加热处理中颗粒崩解，防止由此导致难以从还原炉取出。另外，颗粒多因过剩的水分而处于发粘的状态，通过实施干燥处理，能够使操作容易。

具体地，作为干燥处理工序S22中的对颗粒的干燥处理，没有特别限定，例如对颗粒吹送200℃～400℃的热风而使其干燥。在此，热风的温度优选为200℃，更优选为300℃。此外，优选使该干燥处理时的颗粒的温度小于100℃，因为颗粒不易遭到破坏。

在此，特别是对体积较大的颗粒进行干燥时，干燥前、干燥后的颗粒中产生裂纹或破裂也无妨。在颗粒体积较大时，多数情况下混合物会产生裂纹、破裂。然而，在颗粒体积较大的情况下，由于因裂纹、破裂产生的表面积的增加等的影响甚微，所以不易产生大的问题。因此，还原前的、干燥前、干燥后的颗粒有裂纹、破裂也无妨。

此外，在装入还原炉等操作时、还原加热处理时，只要是处于不产生破坏的状态，也能够省略干燥处理工序S22中的干燥处理。

下表2表示干燥处理后的颗粒中的固体成分中组成(重量份)的一个示例。需要说明的是，干燥处理后的颗粒的组成并不限于此。

[表2]

[1-3.还原工序]

在还原工序S3中在规定的还原温度条件下对由混合物成型工序S2得到的颗粒进行还原加热。通过在该还原工序S3中的对颗粒的还原加热处理，进行冶炼反应(还原反应)，生成金属和矿渣。

还原工序S3中的还原加热处理使用还原炉等来进行。具体而言，通过将颗粒装入加热至如1400℃左右的温度的还原炉来进行还原加热。在此，能够将还原温度的下限优选为1250℃，更优选为1300℃。另外，能够将还原温度的上限优选为1450℃，更优选为1400℃。此外，本实施方式中的“还原温度”是指温度在炉内达到最高的部分的温度。例如，在移动床炉的情况下，是在宽方向(与炉床移动方向相交成直角的方向，位于颗粒层积体所安放的面内的方向)上实质上成为中心的位置的温度。特别是，如果在转底炉(Rotary hearthfurnace)等旋转床炉的情况下，是宽方向(从旋转炉床的中心轴起的径向，位于颗粒层积体所安放的面内方向)的中心附近的温度。

在还原炉进行还原加热处理的时间根据还原炉的温度而定，优选为10分钟以上，更优选为15分钟以上。另一方面，从抑制制造成本上升的观点出发，进行还原加热处理的时间的上限可以设为50分钟以下，也可以设为40分钟以下。

在还原工序S3中的还原加热处理中，例如以1分钟左右的很短的时间，首先在易于发生还原反应的颗粒表面附近使颗粒包含的氧化镍及氧化铁被还原而金属化，变成铁-镍合金，形成壳(以下，也称为“壳体”)。另一方面，在壳体之内，随着该壳体的形成，颗粒中包含的矿渣成分缓慢熔融而生成液相矿渣。由此，在1个颗粒中，分开生成由铁镍构成的金属(以下，简称为“金属”)和由氧化物构成的矿渣(以下，简称为“矿渣”)。

然后，通过将还原工序S3中的还原加热处理的处理时间进一步延长至10分钟左右，从而与还原反应无关的剩余的碳质还原剂的碳成分被获得至铁-镍合金而使熔点降低。其结果是，使得获得了碳成分的铁-镍合金熔解而成为液相。

特别是，由于在本实施方式中制造盘状颗粒并在还原炉中对该颗粒进行还原加热，因此能够稳定地在颗粒表面生成金属壳，进而，由此能够稳定且高效地进行还原反应，以高的生产性又高效地制造无组成偏差的铁镍。

如上所述地，虽然颗粒中包含的矿渣通过还原加热处理熔融而成为液相，但是已经分离而生成的金属和矿渣不会混合在一起，通过其后的冷却而成为以分别独立的金属固相和矿渣固相方式混合存在的混合存在物。与装入的构成颗粒的混合物的体积相比，该混合存在物的体积收缩至50％～60％左右的体积。

通过上述还原反应由颗粒得到较大块的金属和矿渣，在还原反应进行得最理想的情况下，与装入的1个颗粒对应地得到1个金属固相和1个矿渣固相混合存在而成的1个混合存在物，成为“不倒翁状”形状的固体。在此，“不倒翁状”是金属固相和矿渣固相连接成的形状。在得到这样的较大块的固体金属的情况下，因为其固体金属的粒子尺寸是最大的，所以从还原炉回收时，回收金属花费的功夫少，进而能抑制金属回收率的下降。

在将颗粒作为混合物成型体装入还原炉的本实施方式中，将得到的颗粒装入还原炉时，也可以预先在该还原炉的炉床上铺设碳质还原剂(以下，也称为“炉床碳质还原剂”)，在铺设的炉床碳质还原剂上载放颗粒。另外，在将颗粒装入还原炉后，能使用碳质还原剂使颗粒处于被覆盖隐藏的状态。通过如此地将颗粒装入在炉床上铺设有碳质还原剂的还原炉或在用碳质还原剂以覆盖隐藏所装入的颗粒的方式将其包围的状态下实施还原加热处理，从而更有效地维持颗粒强度，因此能够在抑制粒子崩解的同时有效地进行冶炼反应。

对还原加热处理所使用的还原炉没有特别限定，优选使用移动床炉。通过使用移动床炉作为还原炉，能够连续地进行还原反应，用一个设备结束反应，相对于使用各个炉来进行各工序中的处理，能更切实地控制处理温度。另外，能降低各处理间的热损失，进行更有效的作业。也就是说，在使用各个炉进行反应的情况下，颗粒在炉与炉之间移动的过程中，温度下降而产生热损失，进而导致产生反应环境变化，将颗粒再次装入炉时，不能立刻进行反应。与此相对，通过使用移动床炉以一个设备进行各处理，从而热损失降低并且还能切实地控制炉内环境，因此能够更有效地进行反应。基于这些理由，能够更有效地得到镍品位高的铁-镍合金。

作为移动床炉，没有特别的限定，能够使用旋转床炉、辊道窑等。作为这样的旋转床炉，能够使用例如是圆形状且划分为复数个处理区域的旋转床炉(转底炉)。该旋转床炉边向规定的方向旋转边在各区域进行各自的处理。此时，基于控制通过各区域时的时间(移动时间、旋转时间)，能够调节各个区域内的处理温度，旋转床炉每1次旋转，颗粒都受到冶炼处理。

[1-4.分离工序]

在分离工序S4中，对由还原工序S3生成的金属和矿渣进行分离以回收金属。具体而言，从通过还原加热处理而得到的包含金属相(金属固相)和矿渣相(矿渣固相)的混合存在物中分离并回收金属相。

从以固体形态得到的金属相和矿渣相的混合存在物中分离金属相和矿渣相的方法，例如，能够利用通过筛分去除不想要的物质，并且基于比重进行分离、基于磁力进行分离等的方法。

另外，由于得到的金属相和矿渣相的浸润性差，所以能够容易地进行分离，对于上述的由还原工序S3所得到的大的混合存在物，例如，设置规定的落差使其落下、或者筛分时施加规定的振动等施加冲击，由此能够从该混合存在物中容易地分离出金属相和矿渣相。

如此地分离金属相和矿渣相，从而回收金属相。

＜2.第二实施方式＞

第二实施方式的氧化物矿石的冶炼方法由包含作为原料矿石的氧化物矿石的原料混合物形成混合物成型体即颗粒，将该颗粒层积而成的物质装入冶炼炉(还原炉)实施还原处理，由此，生成金属和矿渣。更具体而言，对至少有镍氧化物矿石和碳质还原剂的混合物进行成型，例如形成长方体或圆柱形状等的颗粒，层积该颗粒而制成颗粒层积体，在冶炼炉(还原炉)内通过加热对该颗粒层积体实施还原处理。

[2-1.混合物成型工序]

在本实施方式中，在图2所示的混合物成型工序S2中具有块状化处理工序S21a。在此，本实施方式在混合物成型工序S2中，在块状化处理工序S21a之后，也可以具有干燥混合物的可选的干燥处理工序S22。

(1)块状化处理工序

在本实施方式中，在混合物成型工序S2的块状化处理工序S21a中，只要混合物成型的形状即颗粒的形状是能层积的形状即可，优选为立方体、长方体、圆柱或球形状，更优选为立方体、长方体或圆柱形状，进一步优选为立方体或长方体形状。通过将混合物成型为立方体、长方体、圆柱或球形状，从而易于进行混合物向颗粒的成型，能够抑制成型所花费的成本。另外，由于成型的形状不复杂，所以能够减少颗粒发生成型不良。

特别是，通过将混合物成型为立方体、长方体或圆柱形状，从而能够使平面相互接触而在高度方向进行层积，能稳定地层积，因此能够易于获得均匀的品质的颗粒。而且，还能够高效地装入还原炉的炉内，因此即使没有将单个颗粒的形状巨大化，也能够使通过一次还原加热处理被还原处理的量增加。进一步，在装入还原炉时等，颗粒层积体不易崩落，因此能够减少不良品的产生。

其中，通过将混合物成型为立方体或长方体形状，特别是将颗粒排列在与炉床平行的方向上时，也能够增大其与邻接的颗粒的接触面积，基于此使得与邻接的颗粒相对的位置的壳的形成被降低，因此能够易于更大型地获得高品位的金属。

由块状化处理工序S21a得到的成型后的颗粒的尺寸优选为8000mm³以上的体积。通过使颗粒体积为8000mm³以上，能抑制颗粒成型的成本，还能够容易地进行操作而减少制成颗粒层积体过程中的工序数量。另外，表面积占颗粒整体的比例变小，由此使得颗粒层积体的表面与内部的还原速度之差变小，因此能够易于获得高品质的铁镍。

另外，对颗粒尺寸的上限没有特别限定，可根据还原炉等的特点、制造条件来选择最合适的形状、体积。从抑制因颗粒质量变大而引起操作性下降的观点出发，作为具体的示例，例如可以是1×10⁶mm³以下，也可以是1×10⁵mm³以下。

在块状化处理工序S21a中，视需要向混合物中添加块状化所需的水分，在此基础上，例如使用颗粒成型装置(压缩成型机、挤出成型机等。或者，也称为造粒机)等，能够将混合物成型为颗粒。

对颗粒成型装置没有特别限定，优选能以高压、高剪切力混炼混合物而进行成型的装置，特别优选具备双轴螺杆型的混炼机(双轴混炼机)的装置。通过以高压、高剪切力对混合物进行混炼，能够解开碳质还原剂、原料粉末等的凝集，进而能有效地进行混炼，在此基础上，能使得到的颗粒的强度提高。另外，通过使用具备双轴混炼机的装置，不仅能以高压、高剪切力进行混炼，而且能够在保证连续地高的生产性的同时制造颗粒，因此，特别优选。

此外，虽然也能使用团块挤压机进行成型，但是无法施加高剪切力，有可能不能充分提高颗粒的强度，因此，处理中容易产生裂纹或崩解，进而形状也产生偏差而出现宽范围的粒度分布。另外，在使用团块挤压机的情况下，会产生从成型的颗粒延伸出的部分(因为是从与模具之间延伸出的，所以是通常所说的“耳”的部分)，很难避免品质、收率的下降。

[2-2.还原工序]

在还原工序S3中，将由混合物成型工序S2得到的颗粒层积而形成颗粒层积体，将该颗粒层积体装入还原炉，在规定的还原温度条件下实施还原加热。如此地，通过对颗粒层积体实施加热处理，从而进行冶炼反应(还原反应)，生成金属和矿渣。

图5是表示还原工序S3中的处理流程的处理流程图。在本实施方式中，还原工序S3具有将颗粒层积而形成颗粒层积体的颗粒层积工序S31a、和对颗粒层积体进行还原加热来得到金属相和矿渣相的混合存在物的加热处理工序S32b。

(1)颗粒层积工序

颗粒层积工序S31a是将颗粒层积而形成颗粒层积体的工序。如此地，通过形成颗粒层积体，从而使得通过一次还原加热处理被还原处理的颗粒的量增加，并且由于将分成小份的颗粒设置在还原炉的炉床等规定的场所而能形成颗粒层积体所以能够提高将颗粒设置在还原炉过程中的操作性。此外，图6示出了通过层积颗粒1b而得到的颗粒层积体的一个示例(颗粒层积体10)。

层积颗粒时的在高度方向上的段数只要在2段以上即可，更优选为3段以上。通过增加层积颗粒时的段数，从而能够得到更高品质的金属。另外，能够增大回收到的金属的粒径，而且能够提高金属的回收率。特别是，将颗粒层积成3段以上时，因为颗粒的体积变大，所以能够更进一步地降低炉内环境中的氧等的影响，另外，由于颗粒在炉内的占有率增加而易于进行均匀的处理，所以能够更进一步提高金属回收率。

此外，当颗粒层积体的最大高度是颗粒最大高度的超过1倍且2倍以下时，层积颗粒时的段数可设为“2段”，当是超过2倍且3倍以下时，可设为“3段”。

优选，在层积颗粒时，将在与炉床平行的方向上相邻的颗粒以相互接触的方式进行配置。通过以相互邻接的方式配置颗粒，因为在相邻的颗粒相对的位置的壳的形成被减少，所以能够易于更大型地获得高品位的金属。需要说明的是，与炉床平行的方向是指与层积颗粒的高度方向相垂直的方向，即水平方向。

图6是示意性表示本实施方式中的颗粒层积体的立体图。如该图6所示，在层积颗粒时，可以以上段比下段的颗粒1b数量更少的方式配置颗粒1b，形成颗粒层积体10。另外，也可以以上段与下段的颗粒1b的数量相等的方式配置颗粒1b，形成颗粒层积体10。

在颗粒层积工序S31a中，将颗粒层积体装入还原炉的时候，也可以预先在该还原炉的炉床上铺设碳质还原剂(以下，也称为“炉床碳质还原剂”)，在该铺设的炉床碳质还原剂上载放颗粒，形成颗粒层积体。另外，也可以进一步使用该碳质还原剂来将载放于炉床碳质还原剂上的颗粒层积体设成被覆盖隐藏的状态。通过如此地在炉床上铺设有碳质还原剂的还原炉中形成颗粒层积体并进一步地通过碳质还原剂以隐藏颗粒层积体的方式将其包围的状态下实施还原加热处理，从而能够更有效地维持构成颗粒层积体的颗粒的强度，因此，能够在抑制颗粒崩解的同时有效地进行冶炼反应。

(2)加热处理工序

在加热处理工序S32a中，将颗粒层积体装入还原炉，在规定的还原温度下进行还原加热。通过对颗粒层积体实施加热处理，从而进行冶炼反应(还原反应)，生成金属和矿渣。此外，加热处理工序S32a并不限于预先在还原炉外形成颗粒层积体再将该颗粒层积体装入还原炉内进行处理的方式，也可以将一个一个的颗粒装入还原炉内，在该还原炉的内部层积颗粒而形成颗粒层积体来进行处理。

在本实施方式中，通过对颗粒层积体进行还原加热处理，从而通过一次还原加热处理被处理的颗粒的量增加，因此能够格外地提高还原加热处理的处理效率。另外，因为进行还原加热处理时的颗粒的表观体积增加，所以能够易于得到组成偏差非常小而更高品质的金属。

使用还原炉等以与第一实施方式的还原工序S3同样地进行加热处理工序S32a中的还原加热处理。

在本实施方式中，通过加热处理工序S32a中的还原加热处理，先在容易进行还原反应的颗粒层积体的表面附近使氧化镍及氧化铁被还原而金属化，成为铁-镍合金，形成壳(以下，也称为“壳体”)。因此，在1个颗粒层积体中，分开生成由铁镍等合金或金属构成的金属(以下，简称为“金属”)和由氧化物构成的矿渣(以下，简称为“矿渣”)。

在本实施方式中，进行还原加热处理后的颗粒层积体成为大块的金属和矿渣的混合存在物。通过对表观体积较大的颗粒层积体实施还原加热处理，易于形成大块的金属，因此能够降低从还原炉回收过程中的回收所需的劳力，另外，能够有效抑制金属回收率的降低。

此外，混合处理工序S1、混合物成型工序S2中的干燥处理工序S22和分离工序S4，与第一实施方式中的制造方法的方式相同，在此省略其详细的说明。

＜3.第三实施方式＞

在第三实施方式的氧化物矿石的冶炼方法中，将以混合物成型体的厚度为17mm以上方式成型的混合物成型体装入还原炉，通过加热实施还原处理。例如，将至少有镍氧化物矿石和碳质还原剂的混合物成型为厚度为17mm以上的颗粒，将该颗粒装入冶炼炉(还原炉)，通过加热实施还原处理。

[3-1.混合物成型工序]

在本实施方式中，图2所示的混合物成型工序S2中具有块状化处理工序S21a。在此，在本实施方式中，在混合物成型工序S2中，在块状化处理工序S21a之后也可以具有干燥混合物的可选的干燥处理工序S22。

图7是表示颗粒形状的一个示例的(a)立体图及(b)侧面图。在本实施方式中，在混合物成型工序S2的块状化处理工序S21a中，优选以作为混合物成型体的颗粒1c的厚度(高度)t具有达到17mm以上的部分的方式进行成型(块状化)，更优选以具有达到30mm以上的部分的方式进行成型(块状化)。通过将颗粒1c的厚度t变大，将使得更多的镍铁金属沉降至下部，因此容易制造更大的铁镍。而且，会使表面积相对于颗粒1c的体积的比例减小，因此能够降低颗粒1c的表面与内部的还原速度的差异，能够易于制造组成的均匀性非常高的高品质的铁镍。而且，通过将颗粒1c的厚度t变大，能使1次还原处理中的处理量变多而提高生产性，并且能提高操作性，因此能够容易地装入并取出还原炉。

对颗粒1c的厚度t没有特定的上限值，只要属于在实际的作业时能装入还原炉且还原时进行加热的热可充分传递的程度的尺寸即可。

另一方面，在进行基于混合物成型工序S2的成型以后，通过在还原工序S3中将颗粒重叠为2段以上再装入还原炉，由此也可以以厚度达到17mm以上的方式形成颗粒层积体，此情况下，颗粒的厚度t的下限不受限定。通过以2段以上的方式层积颗粒，从而能提高将颗粒设置于还原炉过程中的操作性，同时能够增加通过一次还原加热处理被还原处理的颗粒的量。由此，能够生成大的金属。

颗粒的形状只要是厚度t在规定范围内的形状而且能以厚度t作为从还原炉的放置面起的高度的方式装入还原炉内的形状即可。其中，厚度方向(高度方向)以外的尺寸优选为不小于17mm，更优选为不小于30mm。通过使厚度方向(高度方向)以外的尺寸不小于规定的范围，从而易于起到使颗粒厚度增大时的效果。

颗粒的形状可举例如立方体、长方体、圆柱或球的形状。特别是，通过将混合物成型为立方体、长方体、圆柱或球的形状，从而能够使混合物向颗粒的成型变得容易，抑制成型花费的成本。而且，由于成型的形状不复杂，所以能够降低颗粒发生成型不良。

在块状化处理工序S21a中，与第二实施方式同样地视需要向混合物中添加块状化所需的水分，再使用例如块状物制造装置等，从而能够将混合物成型为颗粒。

在本实施方式中，通过对规定以上的厚度的颗粒实施还原加热处理使还原所得到的金属在颗粒中沉降，从而生成更大的铁镍金属。因此，抑制了制造效率层面的损失，同时能够借助磁选等处理简便地分离铁镍金属，而且能够以高回收率回收金属。另外，由于表面积相对颗粒体积的比例减小使得颗粒的表面与内部的还原速度的差异降低，因此组成均匀性非常高，能够易于制造高品质的铁镍。

需要说明的是，混合处理工序S1、混合物成型工序S2中的干燥处理工序S22、还原工序S3和分离工序S4与第一实施方式中的制造方法的方式相同，在此省略其详细的说明。

＜4.第四实施方式＞

第四实施方式的氧化物矿石的冶炼方法，将以从混合物成型体的重心到表面的最短长度达到10.0mm以上的方式成型的混合物成型体装入还原炉，通过加热实施还原处理。例如，将至少有镍氧化物矿石和碳质还原剂的混合物成型为从重心到表面的最短长度为10mm以上的混合物成型体即颗粒，将该颗粒装入冶炼炉(还原炉)，通过加热实施还原处理。

[4-1.混合物成型工序]

在本实施方式中，图2所示的混合物成型工序S2中具有块状化处理工序S21a。在此，在本实施方式中，在混合物成型工序S2中，在块状化处理工序S21a之后也可以具有干燥混合物的可选的干燥处理工序S22。

图8是表示颗粒形状的一个示例的(a)立体图及(b)侧面图。在本实施方式中，在混合物成型工序S2的块状化处理工序S21a中，优选以从混合物成型体即颗粒1d的重心到表面的最短长度h达到10mm以上的方式进行成型(块状化)，更优选以达到18mm以上的方式进行成型(块状化)。由于将从颗粒1d的重心到表面的最短长度h增长至10mm以上使得还原反应易于均匀地发生，因此能够易于制造高品质的铁镍。另外，将颗粒1d大型化使得1次还原处理中的处理量变多而能提高生产性，而且形状自由度被提高而操作性增强，因此能够容易地装入还原炉及从中取出。作为如此地还原反应容易均匀地发生的理由，可举出是因为将该最短长度h增长使得颗粒1d的表面附近受到还原炉的环境影响的混合物的比例减少的缘故。

对从颗粒1d的重心到表面的最短长度h没有特定的上限值，只要属于在实际作业中能装入还原炉且还原时进行加热的热可充分传递程度的尺寸即可。

另一方面，在进行基于混合物成型工序S2的成型以后，通过在还原工序S3中将颗粒重叠为2段以上再装入还原炉，由此也可以以从重心起的长度达到10mm以上的方式形成颗粒层积体，此情况下，颗粒的厚度t的下限不受限定。通过以2段以上的方式层积颗粒，从而能提高将颗粒设置于还原炉过程中的操作性，同时能够增加通过一次还原加热处理被还原处理的颗粒的量。由此，能够生成大的金属。

对于颗粒的形状，只要从重心到表面的最短长度h在规定范围内即没有特别限定，例如能够成型为立方体、长方体、圆柱或球的形状。由于将混合物成型为立方体、长方体、圆柱或球的形状会使得混合物向颗粒的成型变得容易，所以能够抑制成型花费的成本。另外，由于成型的形状不复杂，所以还能够减少颗粒发生成型不良。

在块状化处理工序S21a中，与第二实施方式同样地视需要向混合物中添加块状化所需的水分，再使用例如块状物制造装置等，从而能够将混合物成型为颗粒。在此，特别是在成型为球状颗粒的情况下，也可以使用盘型等造粒机。

在本实施方式中，对以从重心到表面的最短长度达到10mm以上的方式成型的颗粒进行还原加热处理。如此地，通过对从重心到表面的最短长度达到规定长度以上的颗粒进行还原加热处理，从而能够易于制造更大的铁镍。另外，由于表面积相对颗粒体积的比例减少能使得颗粒的表面与内部的还原速度的差异降低，所以能够易于制造组成均匀性非常高的高品质的铁镍。

需要说明的是，混合处理工序S1、混合物成型工序S2中的干燥处理工序S22、还原工序S3和分离工序S4与第一实施方式中的制造方法的方式相同，此处省略其详细说明。

＜5.第五实施方式＞

第五实施方式的氧化物矿石的冶炼方法，将混合物成型为与还原炉内的温度分布相对应的厚度来制成混合物成型体(颗粒)，在与还原炉内的温度分布相对应的位置装入混合物成型体进行加热。例如，以在还原炉内的温度分布中成为最高温度的位置使装入的混合物成型体的厚度成为最大的方式装入混合物成型体进行加热。

[5-1.混合物成型工序]

在本实施方式中，图2所示的混合物成型工序S2中具有块状化处理工序S21a。在此，在本实施方式中，在混合物成型工序S2中，在块状化处理工序S21a之后也可以具有干燥混合物的任意的干燥处理工序S22。

在本实施方式中，在混合物成型工序S2的块状化处理工序S21a中，以混合物成型体(颗粒)的厚度成为与还原炉内的温度分布相对应的厚度的方式进行成型(块状化)。由此，在后述的还原工序S3中能在与还原炉内的温度分布相对应的位置装入调节过厚度的混合物成型体。

在此，在本实施方式中，“还原炉内的温度分布”能设为对还原炉中的颗粒等混合物成型体进行加热的部分的温度分布。特别是，对于将混合物成型体装入平面状炉床，在其中进行加热的方式，能设为构成炉床的平面的温度分布。该“还原炉内的温度分布”也可以是在还原炉中的还原加热处理之前先在该还原温度条件下空烧还原炉时测定的温度分布，另外，也可以是使用该还原炉使混合物成型体还原时的经验温度分布。

在块状化处理工序S21a中，优选将以在还原炉内的温度分布中成为最高温度的位置装入的混合物成型体的厚度为最大的方式进行成型。特别是在形成颗粒那样的较小型的混合物成型体的情况下，优选将在还原炉内的温度分布中温度越低的位置装入的混合物成型体以厚度越小的方式进行成型。另外，在形成团块那样较大型的混合物成型体的情况下，还原炉内温度最高的位置与成型的混合物成型体的厚度最大的位置重合时，优选以在还原炉内的温度分布中的温度较低的位置减小混合物成型体的厚度的方式进行成型。

另外，将厚度最大的位置的混合物成型体的厚度设为100％时，优选制成上述还原炉内的温度分布中的温度每下降1.0℃就使成型体的厚度减少0.20％以上且0.80％以下范围那样的形状。特别优选，温度分布中的温度每下降1.0℃时混合物成型体的厚度减少0.20％以上，更优选为0.40％以上，进一步优选0.50％以上。另一方面，优选温度分布中的温度每下降1.0℃时混合物成型体的厚度减少0.80％以下，更优选0.70％以下。通过形成具有如此厚度的混合物成型体，从而能够呈现更加显著的效果。

另外，更优选，在还原炉的整个宽方向上，温度分布中的温度每下降1.0℃，以使装入的混合物成型体的厚度减少值大致固定的方式来调节混合物成型体的厚度。基于此，通过使在以还原炉的宽方向的尺寸为横轴时的还原炉内的温度分布和混合物成型体的厚度分布成为相似形状的曲线，从而使得位于高温位置的混合物成型体变厚，位于低温位置的混合物成型体变薄，因此能够易于进行均匀的还原处理。

此外，在还原炉内的温度分布中温度每下降1.0℃时的厚度减少值可根据还原炉内温度最高位置与最低位置的混合物成型体的厚度差相对于温度差的比率而求得。特别是，温度最高的位置、最低的位置为复数个的情况下，可根据厚度平均值的差相对于温度差的比率而求得。

对在块状化处理工序S21a中形成的混合物成型体的平面形状没有特别限定，例如能够成型为大致长方体或大致圆柱的形状。将混合物成型为大致长方体或大致圆柱的形状会使得混合物向混合物成型体的成型变得容易，因此，能够抑制成型所需的成本。另外，由于成型的形状不复杂，还能减少成型不良的发生。

在块状化处理工序S21a中，与第二实施方式同样地视需要在混合物中添加块状化所需的水分，再使用例如块状物制造装置等，从而能够将混合物成型为混合物成型体。此时，可以将混合物成型为颗粒状、团块状，特别是在成型为球状颗粒的情况下，也可以使用盘型等造粒机。

[5-2.还原工序]

在还原工序S3中，将由混合物成型工序S2得到的混合物成型体(颗粒)装入还原炉，在规定的还原温度下进行还原加热。图9是表示还原工序S3中的处理流程的处理流程图。在本实施方式中，还原工序S3具有以规定厚度的方式装入混合物成型体的装入工序S31b和对装入的混合物成型体进行还原加热的加热处理工序S32b。

(1)装入工序

装入工序S31b是在将混合物成型工序S2中调节过厚度的混合物成型体装入与还原炉内的温度分布相对应的位置的工序。在还原炉内的还原温度高的位置，供给比还原温度低的位置更多的热能量，由此，还原反应相对进行得容易。因此，通过在还原炉内装入混合物成型体并使还原温度较高的位置混合物成型体变厚，而在还原温度低的位置使混合物成型体变薄，从而能够在还原炉内均匀地进行还原反应，因此能够制造高品质的铁镍。

在装入工序S31b中被装入还原炉内的混合物成型体，优选以在还原炉内的温度分布中最高温度的位置使厚度为最大的方式装入。特别是，在装入相对小型的颗粒状混合物成型体的情况下，优选在还原炉内的温度分布中最高温度的位置装入厚度最大的混合物成型体。另外，在装入团块那样的相对大型的混合物成型体的情况下，优选在使还原炉内温度最高的位置与混合物成型体中厚度最大的位置重合的基础上，前述温度分布中的温度越低越要减小混合物成型体的厚度。通过如此地装入混合物成型体，从而能使在后述的还原工序S3中在还原炉的高温位置装入的混合物成型体的厚度变大，因此能易于进行均匀的还原处理。

装入工序S31b中的混合物成型体的装入能够通过将成型为与温度分布之间有规定关系的厚度的混合物成型体装入还原炉中的要装入混合物成型体的指定位置例如炉床的方式来进行。

此处，装入混合物成型体时，可以装入1个团块状混合物成型体，也可以以复数个排列方式装入更小型的颗粒状混合物成型体。特别是通过装入团块状混合物成型体，从而能够易于装入还原炉，且能够使1次还原处理中的处理量变多。进而，基于1次还原处理中的处理量变多，从而能够生成更大的金属，并且能够得到组成偏差非常小的高品质的铁镍。

另外，装入混合物成型体时，可以以将混合物成型体重叠成2段以上的方式装入。通过如此地使混合物成型体层积成2段以上，从而能够格外地提高1次还原处理中的处理量。

在装入工序S31b中，也可以预先在还原炉的炉床上铺设碳质还原剂(以下，也称为“炉床碳质还原剂”)，在该铺设的炉床碳质还原剂上载放混合物成型体。另外，在将混合物成型体装入还原炉后，能使用碳质还原剂使混合物成型体处于被覆盖隐藏的状态。通过如此地将混合物成型体装入在炉床上铺设有碳质还原剂的还原炉或在用碳质还原剂以覆盖隐藏混合物成型体的方式将其包围的状态下实施还原加热处理，从而在抑制混合物成型体崩解的同时能够更快速地进行冶炼反应。

(2)加热处理工序

加热处理工序S32b是在规定的还原温度下对装入还原炉的混合物成型体实施还原加热的工序。通过对混合物成型实施加热处理，从而进行冶炼反应(还原反应)，生成金属和矿渣。

加热处理工序S32b中的还原加热处理使用还原炉等与第一实施方式的还原工序S3同样地进行。

此处，加热处理工序S32b中的处理时间可根据还原炉的温度而定，优选10分钟以上，更优选20分钟以上。另一方面，从抑制制造成本上升的观点出发，进行还原加热处理的时间上限可以定为60分钟以下，也可以定为50分钟以下。

对用于还原加热处理的还原炉没有特别限定，优选与第一实施方式同样地使用移动床炉。此外，使用移动床炉时的炉内的温度分布能够设为温度最高的区域内的温度分布。

特别是，在本实施方式中，在还原工序S3中，通过将由与还原炉内的温度分布相对应地调节厚度而成型的氧化物矿石的混合物构成的混合物成型体装入与还原炉内的其温度分布相对应的位置，并对如此放置的混合物成型体实施还原加热处理，从而能够更有效地进行还原反应，生成更大的镍铁金属。因此，在抑制制造效率方面的损失的同时，还能够通过磁选等处理简便地分离铁镍金属，而且能够以高回收率回收金属。

需要说明的是，混合处理工序S1、混合物成型工序S2中的干燥处理工序S22和分离工序S4与第一实施方式中的制造方法的方式相同，在此省略其详细的说明。

＜6.第六实施方式＞

第六实施方式的氧化物矿石的冶炼方法，以将至少有氧化物矿石和碳质还原剂的混合物填充到规定的容器的方式进行成型，作为混合物成型体而得到混合物填充容器。本实施方式的氧化物矿石的冶炼方法在混合物被封入容器的状态下通过还原炉对得到的混合物填充容器实施还原处理。

[6-1.混合物成型工序]

在本实施方式中，图2所示的混合物成型工序S2中具有以将在混合处理工序S1中得到的混合物填充到规定的还原用的容器的方式进行成型的容器填充工序S21b。在此，混合物成型工序S2在容器填充工序S21b的前后也可以具有干燥混合物的可选的干燥处理工序S22。此外，图2列举了在容器填充工序S21b之后进行干燥处理工序S22的方式的示例，但并不限于此。

(1)容器填充工序

容器填充工序S21b是使用挤出机等装置将混合处理工序S1中得到的混合物供给至容器以此方式进行填充来成型，从而作为混合物成型体而得到混合物填充容器的工序。通过将混合物填充至容器，从而能够使该混合物的组成均一化，制造品质偏差小的铁镍。另外，由于将混合物填充至容器而在填充至容器的状态下对混合物实施还原加热处理，因此能够提高生产效率。此外，在将混合物、块状物填充至容器的时候，可以在对混合物、块状物实施干燥处理之后进行容器填充工序S21b，将干燥后的混合物、块状物填充至容器。

还原用的容器具有承载混合物的空穴部分。在此，对容器的空穴部分的形状没有特别限定，例如，能够使用由包含容器开口的平面和内壁面形成的具有长方体或立方体形状的空穴。图10是表示容器形状的一个示例的俯视图及侧面图。如图10所示，还原用的容器2能够制成具有长方体形状的容器。另外，容器也可以是圆筒状。

另外，对容器的空穴部分的尺寸没有特别限定，例如，在如图10所示的长方体形状的情况下，从上面观察时的面的纵与横的内尺寸为50mm以上且1000mm以下，优选使用高度的内尺寸为5mm以上且500mm以下。通过使用上述尺寸的容器，从而能够进行品质偏差小且生产性高的冶炼。

另外，对还原用的容器的材质没有特别限定，优选使用由还原处理时对容器内填充的混合物没有不良影响又能有效进行该还原反应的材质构成的容器。具体而言，能够使用石墨制的坩埚、由陶瓷或金属构成的容器等。

优选以混合物与容器之间不能有间隙、空间的方式进行混合物向容器的填充，另外，优选在填充后进行按压等以便将混合物压实。通过如此地将混合物压实而塞入容器，从而能够提高容器中的混合物的填充率，另外，通过使混合物的填充状态均一化，从而能够使铁镍品质的偏差更小。

向还原用的容器填充混合物的方法能够如上所述地通过使用挤出机等按顺序将混合物供给至容器来进行。在填充时，优选以容器内不能有间隙、空间的方式以高填充率填充混合物。另外，优选，在填充后，进行按压等将混合物压实。通过如此地将混合物压实来进行填充，从而能够提高容器内的混合物的填充率，另外，能够使填充状态均一化，更有效地制造品质偏差小的铁镍。

对已填充混合物的容器可以加盖。特别是，在盖上容器实施还原加热处理(还原工序S3中的处理)的情况下，将使得还原反应更有效地进行，能够促进镍的金属化。此外，盖的材质优选使用与容器本体相同的材质。另外，即使在设置盖的情况下，也没有必要设成密封严实的状态。

由容器填充工序S21b得到的混合物填充容器在混合物被填充到容器这样的状态下直接被实施后述的还原工序S3。通过如此地将混合物填充至容器并在该状态下实施还原处理(还原工序S3中的处理)，从而在容器内填充的混合物的表面即靠近容器的部分、暴露于环境的部分形成金属壳，之后，在壳内部逐渐生成金属。其结果使得相对较大的铁镍金属在金属壳内生成并沉降到下部，因此在之后的分离工序S4中借助磁选等处理能够易于分离回收金属，由此，能够进一步抑制损失以高回收率回收铁镍。

(2)干燥处理工序

干燥处理工序S22是在上述容器填充工序S21b之前或之后的至少任一者对混合物进行干燥处理的工序。干燥处理工序S22的详情与第一实施方式中的制造方法的方式相同。

此处，在将混合物填充至容器的时候，能够对该混合物实施干燥处理，将干燥后的混合物填充至容器。另外，也可以在填充至容器以后，对填充状态的混合物实施干燥处理。通过如此地在容器填充工序之前(混合处理工序之后)或容器填充工序之后对混合物实施干燥处理，从而能够防止由于混合物中的过剩的水分在还原处理时的急剧升温下该水分瞬间气化、膨胀，导致容器内填充的混合物被破坏。

[6-2.还原工序]

在还原工序S3中，在规定的还原温度下对容器填充工序S21b中得到的混合物填充容器实施还原加热。通过该还原工序S3中的混合物填充容器的还原加热处理，从而进行冶炼反应(还原反应)，生成金属和矿渣。

还原工序S3中的还原加热处理与第一实施方式的还原工序S3同样地使用还原炉等来进行。

此时，在本实施方式中，优选，在还原加热处理中，给混合物填充容器加盖，将加盖状态的混合物填充容器装入还原炉进行处理。通过如此地给混合物填充容器加盖再实施还原加热处理，从而使得还原反应更有效地进行，能够促进镍的金属化。此外，优选盖使用与容器相同的材质。

在本实施方式中，因为是将混合物填充至还原用的容器而对已填充至容器状态的混合物实施还原加热处理，所以在与容器尺寸近似的相对较大的混合物的表面形成金属壳，之后，在壳的内部逐渐生成金属。因此，在金属壳内，相对较大的铁镍金属逐渐生成并沉降至下部。另外，通过使混合物填充至容器，从而还原反应均匀地进行，能够制造没有组成偏差的铁镍。另外，由于能通过磁选等处理简便地分离，所以在抑制损失的同时，能以高回收率回收金属。

需要说明的是，混合处理工序S1和分离工序S4与第一实施方式中的制造方法的方式相同，在此省略其详细的说明。

＜7.第七实施方式＞

第七实施方式的本实施方式的氧化物矿石的冶炼方法，将包含原料矿石即氧化物矿石的原料混合并混炼，将进行混合及混炼所得到的混合物装入冶炼炉(还原炉)，通过加热实施还原处理。

[7-1.混合处理工序]

本实施方式中的混合处理工序(混合/混炼处理工序)S1是将包含镍氧化物矿石的原料粉末混合及混炼而得到混合物的工序。图11是表示混合处理工序S1中的处理流程的处理流程图。如该图11所示，本实施方式中的混合处理工序S1具有在作为原料矿石的镍氧化物矿石中添加碳质还原剂并进行混合的混合工序S11、和对得到的混合物进行混炼的混炼工序S12。

(1)混合工序

混合工序S11是将包含镍氧化物矿石的原料粉末与其它原料混合而得到混合物的工序。混合工序S11的具体方式与第一实施方式中的混合处理工序S1的方式相同，在此省略其详细说明。

(2)混炼工序

在混炼工序S12中对由混合工序S11得到的混合物进行混炼。

此处，通过对原料粉末的混合物进行混炼，从而在该混炼时混合物被施加剪切力。这样一来，构成混合物的粒子彼此间的接触面积增大，能够提高各个粒子的粘附性，在后述的还原工序S3中能够容易发生还原反应。由此，能够缩短还原反应所需的时间，能够更加提高镍氧化物矿石的冶炼中的生产性。

另外，通过对原料粉末的混合物进行混炼而施加的剪切力，从而使炭质还原剂、原料粉末等的凝集解开，能够使混合物粒子间形成的空隙减少，能够使还原反应更均匀地进行。由此，能够使还原反应后的品质偏差降低，制造高品质的铁镍。

对由混合工序S11得到的混合物进行混炼工序S12中的混炼，能够使用布拉本德等间歇式捏合机、班伯里密炼机、亨舍尔混合机、螺旋转子(ヘリカルローター)、辊、单轴混炼机、双轴混炼机等。在此，可以使用捏合机等间歇式混炼机进行混炼，也可以使用双轴混炼机等连续式混炼机进行混炼。

另外，在混炼工序S12中的混炼的基础上，还可以如上所述地使用单轴挤出机、双轴挤出机等挤出机来挤出混合物，此情况下，能够兼顾进行后述的混合物成型工序S2中的成型。通过使用挤出机进行挤出，从而能够获得更进一步的混炼效果。另外，通过对混合物进一步施加压力，从而能够进一步增加构成混合物的粒子彼此间的接触面积，进而由于混合物的粒子间形成的空隙减少，所以能够高效制造更高品质的铁镍。

[7-2.混合物成型工序]

混合物成型工序S2是对由混合处理工序S1得到的原料粉末的混合物进行成型并视需要进行干燥而得到颗粒等混合物成型体的工序。此外，也可以不对由混合处理工序S1得到的混合物进行成型而直接将混合物作为混合物成型体。

在本实施方式中，图2所示的混合物成型工序S2中至少具有对包含氧化物矿石的原料的混合物进行块状化(造粒)的块状化处理工序S21a和将包含氧化物矿石的原料的混合物填充至规定的还原用的容器的容器填充工序S21b中的至少一个工序。在此，混合物成型工序S2在块状化处理工序S21a之后、容器填充工序S21b的前后，也可以具有干燥混合物的可选的干燥处理工序S22。此外，图3列举了在块状化处理工序S21a以及容器填充工序S21b之后进行干燥处理工序S22的方式的示例，但并不限于此。

(1)块状化处理工序

块状化处理工序S21a是对由混合处理工序S1得到的包含氧化物矿石的原料的混合物进行块状化(造粒)，作为混合物成型体而得到具有规定的形状以及尺寸的颗粒的工序。

对颗粒的形状没有特别限定，例如能够成型为立方体、长方体、圆柱或球的形状。由于将混合物成型为立方体、长方体、圆柱或球的形状会使得混合物向颗粒的成型变得容易，所以能够抑制成型花费的成本。另外，由于成型的形状不复杂，还能够减少成型不良的发生。

在块状化处理工序S21a中，与第二实施方式同样地视需要向混合物中添加块状化所需的水分，再使用例如块状物制造装置等，从而能够将混合物成型为颗粒。

(2)容器填充工序

另一方面，容器填充工序S21b是通过将由混合处理工序S1得到的混合物、由块状化处理工序S21a得到的颗粒填充至规定的还原用的容器，从而作为混合物成型体而得到混合物填充容器的工序。通过将混合物、颗粒(以下，有时简称为“混合物”)装入容器，从而能够使操作更容易，进而能够有效进行还原反应。

容器填充工序S21b的具体方式与第六实施方式中的容器填充工序S21b的方式相同，此处省略其详细说明。

[7-3.还原工序]

在还原工序S3中，将由混合物成型工序S2得到的混合物成型体装入还原炉，在规定的还原温度下进行还原加热。通过如此地对混合物成型体实施加热处理，从而进行冶炼反应(还原反应)，生成金属和矿渣。

向还原炉装入混合物成型体能够以将混合物成型体装入已加热至规定的温度的还原炉中的要装入混合物成型体的指定位置例如炉床的方式来进行。在此，可以装入1个混合物成型体即混合物填充容器、颗粒，也可以以复数个排列的方式装入更小型的混合物填充容器、颗粒。另外，特别是在将颗粒装入还原炉的情况下，也可以以重叠2段以上的方式装入颗粒。

此处，特别是要将颗粒装入还原炉的情况下，也可以预先在还原炉的炉床上铺设碳质还原剂(以下，也称为“炉床碳质还原剂”)，在铺设的炉床碳质还原剂上载放颗粒。另外，在将混合物成型体装入还原炉后，能使用碳质还原剂使混合物成型体处于被覆盖隐藏的状态。通过如此地将颗粒装入在炉床上铺设有碳质还原剂的还原炉或在用碳质还原剂以覆盖隐藏所装入的混合物成型体的方式将其包围的状态下实施还原加热处理，从而在抑制颗粒崩解、混合物填充容器中含的容器的崩解的同时能够更快速地进行冶炼反应。

另一方面，由于混合物成型体从表面开始被加热，还原反应从表面附近向内部进行，所以也可以不铺设炉床碳质还原剂，也可以不使用碳质还原剂将混合物成型体覆盖隐藏。特别是，基于本实施方式，通过充分进行混合处理工序S1中的混炼，从而无论混合物成型体的形状如何都能在表面易于生成金属壳。另外，基于本实施方式，由于在混合处理工序S1中充分进行混炼而使得混合物成型体的内部均匀地发生反应，因此混合物成型体的表面不生成金属壳也行。

还原工序S3中对混合物成型体的还原加热处理使用还原炉等与第一实施方式的还原工序S3同样地进行。

基于本实施方式的方法，通过对进行混炼所得到的混合物成型体实施还原加热处理，从而易于使氧化物矿石与碳质还原剂以更广的面积接触。基于此，由于使用碳质还原剂的氧化物矿石的还原反应更易进行，所以能够高效地炼制镍氧化物矿石。

另外，基于本实施方式的方法，通过进行混炼，能够对实质上无组成偏差并且原料粒子紧贴的混合物成型体进行还原加热处理，还原反应容易均匀地发生。因此，不再需要像以往所说的那样在混合物成型体的表面生成金属壳并在金属壳的内部历经一段时间使反应进行并均匀化。因此，即使没有在混合物成型体的表面生成金属壳，通过均匀地进行还原反应，也能够制造铁镍。

需要说明的是，混合物成型工序S2中的干燥处理工序S22和分离工序S4与第一实施方式中的制造方法的方式相同，在此省略其详细的说明。

[实施例]

以下，给出本发明的实施例来更具体地进行说明，但本发明不受以下实施例的任何限定。

《评价方法》

针对在下述实施例以及比较例中得到的被实施还原加热处理的各试样，通过下面的方法进行金属的平均粒径、镍金属化率、金属中镍含有率和镍金属回收率的评价。

针对实施过还原加热处理的各试样，将还原后的分开生成有金属和矿渣的混合存在物埋入树脂，用金属显微镜观察表面析出的金属，由此测定金属的平均粒径。在此，平均粒径是对各试样中析出的任意100个金属粒子的截面的最大长度的平均值。

另外，利用ICP发光分光分析器(SHIMAZU S-8100型)分析并算出还原加热处理后的各试样的镍金属化率、金属中的镍含有率。

通过下式算出镍金属化率、金属中的镍含有率。

镍金属化率＝投入还原处理的混合物中的金属化的Ni量÷(投入还原处理的混合物中的全部的Ni量)×100(％)

金属中的镍含有率＝投入还原处理的混合物中的金属化的Ni量÷(投入还原处理的混合物中的成为金属的Ni和Fe的合计量)×100(％)

另外，基于湿式处理对还原加热处理后的各试样进行粉碎后，通过磁力分选回收金属。然后，根据装入还原炉的颗粒层积体中的镍氧化物矿石的含量、镍氧化物矿石中的镍含有率以及回收来的镍量算出镍金属回收率。

通过下式算出镍金属回收率。

镍金属回收率＝回收来的Ni量÷(装入的氧化物矿石的量×氧化物矿石中的Ni含有率)×100(％)

＜实施例A1～A9、比较例A1～A3＞

[颗粒的制造]

将作为原料矿石的镍氧化物矿石、铁矿石、作为助焊剂成分的硅砂以及石灰石、粘合剂、以及碳质还原剂(煤粉，碳含量：85重量％，平均粒径：约200μm)混合而得到了混合物。将既没过量也没不足地还原作为原料矿石的镍氧化物矿石中包含的氧化镍和氧化铁(Fe₂O₃)所需的量设为100％时，使混合物以20％的比例的量含有碳质还原剂。

接着，将得到的混合物分成试样编号A1～编号A12，其中，使用在双轴螺杆型混炼机的试样排出口安装了切割机的颗粒成型装置将编号A1～编号A9的9个混合物试样成型为圆柱状。然后，用该切割机将圆柱状的成型物切割使其成为截面形状为圆形的盘状。

针对得到的颗粒，基于投入颗粒成型装置的试样的重量和得到的盘状颗粒的重量，用下述式(2)算出造粒(切割)后的颗粒收率。

造粒后的颗粒收率(％)＝盘状块状物重量÷投入试样重量×100式(2)

另一方面，使用盘型造粒机对编号A10～编号A12的3个混合物试样进行造粒。具体而言，针对试样A10的混合物，以直径成为10mm～13mm的球状颗粒的方式，针对试样A11的混合物，以直径成为15mm～18mm的球状颗粒的方式，针对试样A12的混合物，以直径成为20mm～23mm的球状颗粒的方式，调节造粒机旋转数、试样投入量等来进行造粒。此外，造粒后，分别分级成仅含直径10mm～13mm、15mm～18mm、20mm～23mm的球状颗粒。

针对得到的颗粒，基于投入盘型造粒机的试样的重量和得到的球状颗粒的重量，使用下述式(3)算出造粒后的颗粒收率。

造粒后的颗粒收率(％)＝分级后的球状块状物重量÷投入试样重量×100

式(3)

接着，对颗粒吹送300℃～400℃的热风实施干燥处理以使颗粒的固体成分为70重量％左右、水分为30重量％左右，制造了编号A1～编号A12的12种试样。下表3示出了干燥处理后的颗粒的固体成分组成(除碳以外)。

[表3]

在本实施例中，将使用了编号A1～编号A9的颗粒试样(盘状)进行的处理作为实施例A1～实施例A9，将使用了编号A10～编号A12的颗粒试样(球状)进行的处理作为比较例A1～比较例A3。

[对颗粒进行的还原加热处理]

将制造的颗粒装入还原炉，实施了还原加热处理。具体而言，预先在还原炉的炉床上铺设灰(主成分为SiO₂，少量含有Al₂O₃、MgO等氧化物作为其它成分)，在其上放置1000个颗粒试样。需要说明的是，以使其圆状面(圆板面)朝下并使圆状面与炉床面平行的方式稳定地放置编号A1～编号A9的盘状颗粒。

其后，设成实质上不含氧的氮环境，将颗粒装入还原炉。此外，装入时的温度条件是500±20℃。

接着，将还原温度设为1400℃，在还原炉内对颗粒进行还原加热。为了使颗粒的表面生成金属壳并且在颗粒内的还原有效进行，处理时间设为15分钟。还原处理后在氮环境中迅速冷却至室温，再将试样取出至大气中。

在对编号A1～编号A12的12个试样的球状颗粒实施相同的还原加热处理，然后，判断在各个颗粒上有无“破裂”、“崩解”、“颗粒体积有4分之1以上的欠缺”、“产生间隙1mm以上的大裂纹”，将产生任一种以上的缺陷的颗粒试样判定为“不良”。另一方面，将没有这样的不良位置，良好地受到还原处理的颗粒试样判定为“优良品”。此外，通过优良品的个数除以投入个数(1000个)，算出还原处理后的收率(％)。

下表4示出了各个颗粒试样的纵横比、球状颗粒的直径、造粒后以及还原处理后的颗粒收率。另外，还示出了通过ICP分析测定所得的测定结果。

[表4]

如表4的结果所示，可知基于制造盘状颗粒使用该颗粒实施还原加热处理，从而能够良好地使颗粒中的镍金属化，能够制造镍含量为19.0％～21.4％的高品位铁镍(实施例A1～实施例A9)。另外，这样的盘状颗粒在还原加热处理时即使还原炉产生振动也很稳定而不会滚动。

能如此制造良好的铁镍的理由被认为是基于使用了盘状颗粒而均匀且稳定地生成了金属壳，由此还原剂在金属壳内没有脱出进而均匀稳定地发生了还原反应的缘故。

与此相对，如比较例A1～比较例A3的结果所示，在球状颗粒的情况下，与实施例中使用的盘状颗粒试样相比较，镍金属化率平均降低，金属中的镍含量也变成17.4％～18.8％，作为铁镍而言是低值。

＜实施例B1～B24、比较例B1～B8＞

[原料粉末的混合]

一边添加适量水，一边用混合机混合作为原料矿石的镍氧化物矿石、铁矿、作为助焊剂成分的硅砂以及石灰石、粘合剂、以及碳质还原剂(煤粉，碳含量：85重量％、平均粒径：约190μm)，得到了混合物。将既没过量也没不足地还原作为原料矿石的镍氧化物矿石中包含的氧化镍和氧化铁(Fe₂O₃)所需的量设为100％时，使混合物以25.0％的比例的量含有碳质还原剂。

[混合物的成型]

接着，从得到的混合物中取出表5～表6所示体积的试样并使其个数与各试样的层积数对应，分别成型为规定的形状而制成颗粒。具体而言，使用压缩成型机，将实施例B1～B6、B13～B18、比较例B1、B2、B5、B6的试样成型为表4～表5所示尺寸的长方体形状，将实施例B7～B12、B19～B24、比较例B3、B4、B7、B8的试样成型为表4～表5所示尺寸的圆柱形状。

接着，对各个试样吹送200℃～250℃的热风来实施干燥处理，以使固体成分为70重量％左右、水分为30重量％左右。干燥处理后的颗粒的固体成分组成(除碳以外)与实施例A1～A9为相同程度。

[对颗粒进行的还原加热处理]

将干燥处理后的颗粒分别装入被设成实质上不含氧的氮环境的还原炉。此外，装入还原炉内时的温度条件是500±20℃。

接着，在表5～表6所示温度以及时间条件下对颗粒实施了还原加热处理。还原处理后在氮环境中迅速冷却至室温，再将试样取出至大气中。

此处，以预先在还原炉的炉床上铺设灰(主成分为SiO₂，少量含有Al₂O₃、MgO等氧化物作为其它成分)再在其上载放颗粒的方式，将颗粒装入还原炉。另外，在实施例B1～B3、B7～B9、B13～B15、B19～B21中，如图6所示地以在高度方向上为2段的方式层积颗粒，在实施例B4～B6、B10～B12、B16～B18、B22～B24中，以在高度方向上为3段的方式层积颗粒，以此形成颗粒层积体。另外，在比较例B1～B8中，以在高度方向上为1段的方式即不层积颗粒的方式，载放于还原炉的炉床。

下表5～表6中示出了实施例B1～B24、比较例B1～B8中的镍金属的平均粒径、镍金属化率、金属中的镍含有率、镍金属回收率。

[表5]

[表6]

根据表5～表6的结果所示，可知通过将颗粒在高度方向上以2段以上的方式层积而形成颗粒层积体来进行还原处理，从而能够制造镍金属化率高达97.2％以上、金属中的镍含量也较高的在19.0％以上的高品位铁镍(实施例B1～实施例B24)。还可知，在这些实施例中，从颗粒层积体回收的金属回收率也较高的在91.1％以上。另外，关于金属的平均粒径，可知，层积前的颗粒的厚度越厚(高度变高)，粒子成长得越大。

能够如此地制造高品位铁镍的理由被认为是，通过层积颗粒从而能够大幅地提高还原处理中的处理量，而且颗粒的表观体积整体变大而使得金属存在得更多，容易凝集而得到大的粒子。其结果是金属回收率也能取得高值。

与此相对，如比较例B1～比较例B8的结果所示，不层积颗粒而进行还原处理的情况下，就算镍金属化率较高也不过是89.6％，就算金属中的镍含量较高也不过是16.8％，进而就算金属回收率较高也不过是84.3％，与实施例相比，是低的值。

＜实施例C1～C24、比较例C1～C4＞

[原料粉末的混合]

一边添加适量水，一边用混合机混合作为原料矿石的镍氧化物矿石、铁矿石、作为助焊剂成分的硅砂以及石灰石、粘合剂、以及碳质还原剂(煤粉，碳含量：85重量％，平均粒径：约200μm)，得到了混合物。将既没过量也没不足地还原作为原料矿石的镍氧化物矿石中包含的氧化镍和氧化铁(Fe₂O₃)所需的量设为100％时，使混合物以28.0％的比例的量含有碳质还原剂。

[混合物的成型]

接着，从得到的混合物中取出28个试样并将其成型为表7所示的形状。具体而言，使用压缩成型机将混合物成型为规定的厚度来制成颗粒。此外，针对实施例C21～C24的试样，故意给颗粒施加机械振动，使颗粒的表面产生裂纹、破裂。

接着，对各个实施例C1～C28和比较例C1～C4的试样吹送300℃～400℃的热风，以使固体成分为70重量％左右、水分为30重量％左右，来实施干燥处理。干燥处理后的颗粒的固体成分组成(除碳以外)与实施例A1～A9是同等程度。

[对混合物进行还原加热处理]

将干燥处理后的颗粒分别装入实质上不含氧的氮环境下的还原炉。需要说明的是，装入还原炉时的温度条件是500±20℃。

接着，在表7所示的温度及时间条件下，对颗粒实施了还原加热处理。还原处理后在氮环境中迅速冷却至室温，取出至大气中。

此处，以预先在还原炉的炉床上铺设灰(主成分为SiO₂，少量含有Al₂O₃、MgO等氧化物作为其它成分)再在其上载放颗粒的方式，将颗粒装入还原炉。

在本实施例中，将厚度(高度)为17mm以上的颗粒装入还原炉进行的处理作为实施例C1～实施例C24，将厚度(高度)小于17mm的颗粒装入还原炉进行的处理作为比较例C1～比较例C4。

下表7示出了实施例C1～C24、比较例C1～C8中的镍金属的平均粒径、镍金属化率、金属中的镍含有率、镍金属回收率。

[表7]

※1：示出了至少在表面形成了裂纹/破裂的示例。

如表7的结果所示，可知，通过将成型为颗粒的厚度(高度)达到17mm以上的颗粒装入还原炉进行还原处理，从而能够制造镍金属化率高达96.9％以上、金属中的镍含量也高达18.8％以上的高品位铁镍(实施例C1～实施例C24)。在这些实施例中，可知，从颗粒回收的金属回收率也高达91.0％以上。另外，关于金属的平均粒径，可知，颗粒的厚度变得越厚(高度变高)，粒子成长得越大。

能够如此地制造高品位铁镍的理由被认为是，通过使颗粒的厚度增厚至规定的厚度以上，从而生成更多的金属，金属在颗粒中易于凝集而得到大的金属粒子的缘故。其结果，认为使得金属回收率也获得了高值。

另外，由于即使是对于表面形成了裂纹、破裂的实施例C21～C24也获得了良好的结果，因此，认为是取决于程度，认为在某种程度上而言，即使还原前的颗粒产生了裂纹、破裂，对铁镍的品位、金属回收率的影响也较小。

与此相对，如比较例C1～比较例C4的结果所示，将成型为颗粒的厚度(高度)小于17mm的颗粒装入还原炉进行还原处理的情况下，镍金属化率就算高也不过是90.3％，金属中镍含量就算高也不过是16.3％，金属回收率就算高也不过是81.5％，任一个与实施例相比都是低值。

＜实施例D1～D20、比较例D1～D4＞

[原料粉末的混合]

一边添加适量水，一边用混合机混合作为原料矿石的镍氧化物矿石、铁矿石、作为助焊剂成分的硅砂以及石灰石、粘合剂、以及碳质还原剂(煤粉，碳含量：85重量％，平均粒径：约180μm)，得到了混合物。将既没过量也没不足地还原作为原料矿石的镍氧化物矿石中包含的氧化镍和氧化铁(Fe₂O₃)所需的量设为100％时，使混合物以27.0％比例的量含有碳质还原剂。

[混合物的成型]

接着，从得到的混合物中分取出24个试样，成型为表8所示的形状。其中，对实施例D1～D3、D11～D13、比较例D1、D2的试样使用盘型造粒机，将混合物成型为规定直径的球状颗粒。另外，对实施例D4～D10、D14～D20、比较例D3、D4使用压缩成型机，将混合物成型为圆柱、长方体或立方体的形状的颗粒。

接着，对实施例D1～D20和比较例D1～D4的各个试样吹送300℃～400℃的热风来实施干燥处理，以使固体成分为70重量％左右、水分为30重量％左右。干燥处理后的颗粒的固体成分组成(除碳以外)与实施例A1～A9同等程度。

[对颗粒进行的还原加热处理]

在表8所示的温度以及时间条件下，与实施例C1～C24、比较例C1～C8同样地对干燥处理后的颗粒实施了还原加热处理。还原处理后在氮环境中迅速冷却至室温，取出至大气中。

在本实施例中，将从重心到表面的最短长度为10mm以上的颗粒装入还原炉进行的处理作为实施例D1～实施例D20，将从重心到表面的最短长度小于10mm的颗粒装入还原炉进行的处理作为比较例D1～比较例D4。

下表8示出了各个试样的镍金属的平均粒径、镍金属化率、金属中的镍含有率、镍金属回收率。

[表8]

如表8的结果所示，可知，通过将成型为从重心到表面的最短长度为10.0mm以上的颗粒装入还原炉进行还原处理，从而能够制造镍金属化率高达97.0％以上、金属中的镍含量也高达19.0％以上的高品位铁镍(实施例D1～实施例D20)。在这些实施例中，可知，从混合物回收的金属回收率也高达91.0％以上。另外，关于金属的平均粒径，可知，从颗粒重心到表面的最短长度越大，粒子成长得越大。

能够如此地制造高品位铁镍的理由被认为是，通过使从颗粒重心到表面的最短长度增大至规定长度以上，从而装入还原炉的颗粒变大而生成更多的金属，金属在颗粒中易于凝集而获得大的金属粒子的缘故。其结果，认为使得金属回收率也获得了高值。

与此相对，如比较例D1～比较例D4的结果所示，在将从颗粒重心到表面的最短长度达到10.0mm以上的颗粒装入还原炉进行还原处理的情况下，镍金属化率就算高也不过是90.1％，金属中的镍含量就算高也不过是16.0％，金属回收率就算高也不过是83.8％，任一个与实施例相比都是低值。

＜实施例E1～E3、比较例E1～E3＞

[原料粉末的混合]

一边添加适量水，一边用混合机混合作为原料矿石的镍氧化物矿石、铁矿、作为助焊剂成分的硅砂以及石灰石、粘合剂、以及碳质还原剂(煤粉，碳含量：85重量％，平均粒径：约190μm)，得到了混合物。将既没过量也没不足地还原作为原料矿石的镍氧化物矿石中包含的氧化镍和氧化铁(Fe₂O₃)所需的量设为100％时，使混合物以26.0％比例的量含有碳质还原剂。

[混合物的成型]

在对混合物进行成型的时候，在与还原温度相同的1350℃温度条件下空烧还原炉内而求出温度分布。在图12中，示出了将载放试样的还原炉的炉床中的温度为最高的位置(在炉内的宽方向上的位置中位于中心位置)定为0[cm]时的温度分布的结果。在此，图12的横轴是炉内的宽方向上的位置[cm]，纵轴是炉床的温度[℃]。此外，在1350℃温度条件下空烧还原炉时的还原炉的炉床中，在试样被载放的范围内，温度为最低的部分的温度是1250℃。

接着，从得到的混合物分取出6个试样，将混合物成型为平面形状为宽方向300mm×前进方向400mm的长方形的大致长方体的形状。在此，混合物的平面形状的“前进方向”是载放于作为还原炉的移动床炉时，混合物前进的方向。

其中，对于实施例E1～E3的试样，以最厚的位置位于宽方向的中心而最薄的位置位于宽方向的端部的方式进行成型，制成颗粒。在此，使最厚的位置和最薄的位置的厚度成为表9所示的相对值，使最厚的位置与最薄的位置之间的厚度与图13所示的温度分布同样地越远离中心越薄。另一方面，对于比较例E1～E3的试样，以厚度均匀的方式对混合物进行成型。在图13～18中，针对各个实施例E1～E3以及比较例E1～E3，示出了将试样在宽方向上的中心设为0[cm]，将实施例E1～E3的试样在宽方向上的中心处的厚度设为100％时的试样的厚度的相对值的大小。此外，图13～18的横轴是试样在宽方向(装入还原炉时的炉内的宽方向)上的位置[cm]，纵轴是将实施例E1～E3的试样在宽方向的中心处的厚度设为100％时的试样的厚度的相对值[％]。

接着，针对实施例E1～E3和比较例E1～E3的各个试样，吹送200℃～250℃的热风来实施干燥处理，以使固体成分为70重量％左右、水分为30重量％左右。干燥处理后的颗粒(混合物成型体)的固体成分组成(除碳以外)与实施例A1～A9同等程度。

[对混合物进行还原加热处理]

对干燥处理后得到的颗粒，使颗粒在宽方向上的中心与还原炉的炉床中的温度为最高的位置重合，并分别将各颗粒逐个装入实质上不含氧的氮环境下的还原炉。将颗粒装入还原炉是通过预先在还原炉的炉床铺设灰(主成分是SiO₂，少量含有Al₂O₃、MgO等氧化物作为其它成分)再在其上载放颗粒的方式进行的。此外，装入还原炉时的温度条件是500±20℃。

接着，升温还原炉以使装入炉内的颗粒的表面中的温度为最高部分的温度(还原温度)成为1350℃，历经表9所示的时间，对颗粒实施了还原加热处理。还原处理后在氮环境中迅速冷却至室温，取出至大气中。

下表9示出了各个试样的镍金属化率、金属中的镍含有率。此外，表9中的试样的最低温度是指在具有温度分布的还原炉内的还原加热处理(还原温度：1350℃)的作用下被加热的试样的最低的温度，也可称为最低还原温度。

[表9]

※1上表中的“厚度减少值”的含义是在还原炉内的温度分布中温度每下降1.0℃时的厚度减少值。

如表9的结果所示，可知，通过与空烧还原炉时的还原炉的温度分布相对应地调节颗粒的厚度，从而能够制造镍金属化率高达97.7％以上、金属中的镍含量也高达19.2％以上的高品位铁镍(实施例E1～实施例E3)。

能够如此地制造高品位铁镍的理由被认为是，通过与还原炉内的温度分布相对应地调节颗粒的厚度从而还原反应均匀地进行的缘故。

与此相对，如比较例E1～比较例E3的结果所示，当使装入的颗粒的厚度均匀而不依还原炉内的温度分布而变化来进行还原处理的情况下，镍金属化率就算高也不过是95.6％，金属中的镍含量就算高也不过是16.3％，任一个与实施例相比都是低值。

＜实施例F1～F12、比较例F1～F2＞

[混合处理工序]

一边添加适量水，一边用混合机混合作为原料矿石的镍氧化物矿石、铁矿石、作为助焊剂成分的硅砂以及石灰石、粘合剂、以及碳质还原剂(煤粉，碳含量：85重量％，平均粒径：约200μm)，得到了混合物。将既没过量也没不足地还原作为原料矿石的镍氧化物矿石中包含的氧化镍和氧化铁(Fe₂O₃)所需的量设为100％时，使混合物以20％比例的量含有碳质还原剂。

[容器填充工序]

接着，将得到的混合物分为试样编号F1～编号F14，其中，将编号F1～编号F12的混合物试样填充至还原用的容器而制成混合物填充容器。填充作业以手工进行，将混合物压入容器，以不能有间隙、空间的方式进行填充。另外，将编号F7～编号F12的混合物试样填充至容器后，给该容器加盖。

另一方面，将编号F13的混合物试样以手捏方式形成φ15±1.5mm的球状颗粒。另外，对编号F14的混合物试样使用盘型造粒机来形成φ15±1.5mm的球状颗粒。

接着，对混合物填充容器中包含的混合物和颗粒吹送300℃～400℃的热风来实施干燥处理，以使固体成分为70重量％左右、水分为30重量％左右。干燥处理后的混合物或颗粒的固体成分组成(除碳以外)与实施例A1～A9同等程度。

在本实施例中，将处理成混合物填充容器(编号F1～编号F12)的作为实施例F1～实施例F12，将处理成编号F13～编号F14的球状颗粒的作为比较例F1～比较例F2。

[还原工序]

接着，将混合物填充容器(编号F1～编号F12)、颗粒(编号F13～编号F14)装入还原炉，实施了还原加热处理。具体而言，预先在还原炉的炉床上铺设灰(主成分为SiO₂，少量含有Al₂O₃、MgO等氧化物作为其它成分)，在其上放置混合物或颗粒。

其后，制成实质上不含氧的氮环境，将填充至容器的状态的混合物或颗粒装入。此外，装入时的温度条件是500±20℃。

接着，将还原温度设为1400℃，在还原炉内进行还原加热。将处理时间定为15分钟以使混合物表面生成金属壳并使还原在混合物内有效进行。还原处理后，在氮环境中迅速冷却至室温，再将试样取出至大气中。

下表10汇总示出了各个的试样的使用容器/不使用容器、容器的尺寸、使用盖/不使用盖的情况。另外，示出了利用ICP分析测定得到的测定结果。

[表10]

如表10的结果所示，可知，通过将混合物填充至容器而成的混合物填充容器装入还原炉来实施还原加热处理，从而能够使混合物中的镍良好地金属化，能够制造镍含量为19.0％～23.7％的高品位铁镍(实施例F1～实施例12)。特别是，如实施例F7～实施例F12的结果所示，可知，通过在该容器加盖的状态下进行处理，从而能够更加提高镍的金属化率。

能够如此地制造良好的铁镍的理由被认为是，通过对填充至容器的状态的混合物实施还原加热处理，从而在其混合部的表面均匀且稳定地生成金属壳，由此，在金属壳内没有还原剂的脱出，进而均匀稳定地生成还原反应的缘故。

与此相对，如比较例F1～比较例F2的结果所示，在使用球状颗粒的情况下，与实施例F1～实施例F12比较，镍金属化率平均降低，金属中的镍含量也变成18％左右，作为铁镍而言是低值。

＜实施例G1～G4、比较例G1～G2＞

[原料粉末的混合以及混炼]

一边添加适量水，一边用混合机混合作为原料矿石的镍氧化物矿石、铁矿石、作为助焊剂成分的硅砂以及石灰石、粘合剂、以及碳质还原剂(煤粉，碳含量：85重量％，平均粒径：约200μm)，得到了混合物。将既没过量也没不足地还原作为原料矿石的镍氧化物矿石中包含的氧化镍和氧化铁(Fe₂O₃)所需的量设为100％时，使混合物以20.0％比例的量含有碳质还原剂。

接着，从得到的混合物中分取6个试样，对实施例G1～G4的试样使用双轴混炼机(机型名称：HYPERKTX，株式会社神户制钢所制)进行混炼。其中，针对实施例G3、G4的试样，将混炼后的试样从双轴混炼机挤出。通过这些混炼以及挤出，以混炼及挤出后的试样的形状为φ15±1.5mm的球状的方式进行成型，得到了颗粒。另外，针对实施例G1、G2的试样，将混炼后的试样就那样直接作为颗粒。然后，将实施例G2、G4的试样填充至底面内尺寸直径为100mm、高度的内尺寸为30mm的耐热磁器制圆柱形状容器，通过手工作业以不能有间隙、空间的方式将颗粒按入，得到了混合物填充容器。

另一方面，针对比较例G1的试样，通过手捏混合物的方式成型为φ15±1.5mm的球状。即，不进行混炼。另外，针对比较例G2的试样，也不进行混炼，用盘型造粒机成型为φ15±1.5mm的球状。然后，将比较例G1、G2的试样填充至与实施例G2、G4相同的容器，通过手工作业以不能有间隙、空间的方式将混合物按入。

接着，对实施例G1～G4和比较例G1～G2的各个试样吹送300℃～400℃的热风来实施干燥处理，以使固体成分为70重量％左右、水分为30重量％左右。干燥处理后的混合物成型体(颗粒、混合物填充容器)的固体成分组成(除碳以外)与实施例A1～A9同等程度。

[对混合物进行还原加热处理]

将干燥处理后得到的混合物成型体分别装入被设成实质上不含氧的氮环境的还原炉中。将混合物成型体装入还原炉是通过预先在还原炉的炉床铺设灰(主成分是SiO₂，少量含有Al₂O₃、MgO等氧化物作为其它成分)再在其上载放混合物成型体的方式进行的。此外，装入时的温度条件是500±20℃。

接着，升温还原炉并使装入炉内的混合物成型体的表面中温度为最高的部分的温度(还原温度)达到1400℃，对混合物成型体实施了还原加热处理。进行还原加热处理的处理时间定为15分钟间。还原处理后，在氮环境中迅速冷却至室温，再将试样取出至大气中。

下表11示出了各个试样的镍金属化率、金属中的镍含有率。

[表11]

如表11的结果所示，可知，通过对含镍氧化物矿石的混合物进行混炼，从而能够制造镍金属化率高达98.7％以上、金属中的镍含量也高达19.0％以上的高品位铁镍(实施例G1～实施例G4)。特别是，在将混炼后的试样从双轴混炼机挤出的实施例G3、G4中，能够制造镍金属化率高达99.3％以上、金属中的镍含量也高达19.5％以上的更高品位的铁镍。

能够如此地制造高品位铁镍的理由被认为是，通过对含镍氧化物矿石的混合物进行混炼，从而还原反应均一且稳定地进行的缘故。

与此相对，如比较例G1～比较例G2的结果所示，在不对含镍氧化物矿石的混合物进行混炼而进行还原处理的情况下，镍金属化率就算高也不过是94.7％，金属中的镍含量就算高也不过是18.2％，任一个与实施例相比都是低值。

符号的说明

1a～1d颗粒；10颗粒层积体；2容器；D盘状颗粒的圆状面的直径；H盘状颗粒的高度；t颗粒的厚度；h从颗粒的重心到表面的最短长度；h’从混合物的重心到表面的最短长度；S1混合处理工序；S11混合工序；S12混炼工序；S2混合物成型工序；S21a块状化处理工序；S21b容器填充工序；S211成型工序；S212切割工序；S22干燥处理工序；S3还原工序；S31a颗粒层积工序；S31b装入工序；S32a、S32b加热处理工序；S4分离工序。

Claims (14)

1.一种氧化物矿石的冶炼方法，其通过对含有氧化物矿石的混合物进行还原来制造金属或合金，其中，

其具有：

混合处理工序，该工序至少对所述氧化物矿石和碳质还原剂进行混合；

混合物成型工序，该工序对得到的混合物进行成型而得到混合物成型体；以及

还原工序，该工序利用还原炉在规定的还原温度条件下对得到的混合物成型体进行加热，

在所述混合物成型工序中，使用具有双轴混炼机的颗粒成型装置，将所述混合物成型为棒状或圆柱状，将成型而得到的混合物切割以制成平板状或圆盘状的颗粒。

2.如权利要求1所述的氧化物矿石的冶炼方法，其中，

在所述还原工序中，作为所述还原炉使用移动床炉，将所述平板状或圆盘状的颗粒装入该移动床炉进行还原加热。

3.一种氧化物矿石的冶炼方法，其通过对含有氧化物矿石的混合物进行还原来制造金属或合金，其中，

其具有：

混合处理工序，该工序至少对所述氧化物矿石和碳质还原剂进行混合；

混合物成型工序，该工序对得到的混合物进行成型而得到混合物成型体；以及

还原工序，该工序利用还原炉在规定的还原温度条件下对得到的混合物成型体进行加热，

作为所述氧化物矿石使用镍氧化物矿石，

在所述混合物成型工序中，作为混合物成型体而形成颗粒，

在所述还原工序中，将所述颗粒层积而形成颗粒层积体，将所述颗粒层积体装入所述还原炉进行所述加热，在所述颗粒层积体的表面使所述颗粒层积体中的氧化镍和氧化铁金属化而形成壳，并且从所述颗粒层积体中的矿渣成分生成液相的矿渣，在1个颗粒层积体中，分开生成铁镍金属和由氧化物构成的矿渣。

4.如权利要求3所述的氧化物矿石的冶炼方法，其中，

在所述混合物成型工序中，将所述混合物成型为立方体、长方体或圆柱的形状。

5.如权利要求3所述的氧化物矿石的冶炼方法，其中，

在所述混合物成型工序中，将所述混合物成型为8000mm³以上的体积。

6.如权利要求3所述的氧化物矿石的冶炼方法，其中，

在所述还原工序中，作为所述还原炉使用移动床炉，将颗粒层积体装入该移动床炉的炉床进行所述加热。

7.一种氧化物矿石的冶炼方法，其通过对含有氧化物矿石的混合物进行还原来制造金属或合金，其中，

其具有：

混合处理工序，该工序至少对所述氧化物矿石和碳质还原剂进行混合；

混合物成型工序，该工序对得到的混合物进行成型而得到混合物成型体；以及

还原工序，该工序利用还原炉在规定的还原温度条件下对得到的混合物成型体进行加热，

作为所述氧化物矿石使用镍氧化物矿石，

在所述混合物成型工序中，通过将所述混合物填充至规定的容器来进行成型，作为所述混合物成型体而构成混合物填充容器，

在所述还原工序中，在填充至所述容器的混合物的表面，使所述混合物中的氧化镍和氧化铁金属化而形成壳，并且从所述混合物中的矿渣成分生成液相的矿渣，在所述混合物中，分开生成铁镍金属和由氧化物构成的矿渣。

8.如权利要求7所述的氧化物矿石的冶炼方法，其中，

在所述还原工序中，在给所述混合物填充容器加盖的状态下进行加热。

9.如权利要求7所述的氧化物矿石的冶炼方法，其中，

所述容器具有长方体或立方体的形状。

10.如权利要求7所述的氧化物矿石的冶炼方法，其中，

在所述还原工序中，作为所述还原炉使用移动床炉，将所述混合物填充容器装入该移动床炉进行还原加热。

11.如权利要求1至10中任一项所述的氧化物矿石的冶炼方法，其中，

所述还原工序中的还原温度是1250℃以上且1450℃以下。

12.如权利要求1至10中任一项所述的氧化物矿石的冶炼方法，其中，

在进行所述还原工序后，还具有分离工序，该工序对矿渣进行分离而得到金属或合金。

13.如权利要求1或2所述的氧化物矿石的冶炼方法，其中，

作为所述氧化物矿石使用镍氧化物矿石。

14.如权利要求1至10中任一项所述的氧化物矿石的冶炼方法，其中，

作为所述合金而得到铁镍。

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