JP2006111899A - 金属Ｎｉ及び／又はＣｏの回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 金属Ni及び／又はCoを低コストで連続的に生産性高く回収することのできる回収方法を提供する。
【解決手段】燃料に対する酸素の比率が化学量論比未満の条件の下で、該燃料を酸素バーナで燃焼させて還元雰囲気を生成せしめ、その火炎中に、Ni及び／又はCo化合物を含む原料粉体１０を供給して火炎中でNi及び／又はCo化合物を選択的に還元して微粒金属Ni及び／又はCoを粉体１０中に析出させるとともに続いて火炎の熱で溶融凝集させて周囲の酸化物から遊離し、独立した金属粒子１４として、その後火炎で処理した後の粉体１０を冷却して溶融金属Ni及び／又はCoを粉体１０中で粒状に固化させた上で、粉体１０中の他のものから分離し回収する。
【選択図】 図２

Description

この発明はNi及び／又はCo化合物を含む廃棄物から高価な金属Ni及び／又はCoを分離し回収する方法に関する。

ステンレス材料を製造或いは加工する工場からは高価なNiを含むダストや圧延スケール，酸洗スラッジ，メッキスラッジ等が排出されるが、現状ではこれらの大半が破棄されて埋立処分されているのが実情である。
またNi酸化物やCo酸化物を触媒材料として使う触媒製造工場からは、NiやCoを含む原料屑や廃触媒及び排水処理スラッジ等が排出され、これもまた現状では大半が破棄されて埋立処分されている。

その理由は、これら廃棄処分されているダストやスラッジ等にはNiやCoが酸化物や水酸化物等の化合物で含まれているが、例えばステンレス製造工程から生じるダストはFeやCr等の他の成分も酸化物の形態で含まれており、またメッキ工程ではNiメッキ以外にCrメッキからの排水も同じ排水処理装置で処理されるため、スラッジにはNiの水酸化物以外にCrも水酸化物として混入しており、更にまたその他の中和生成物等も混入しているためNiの品位が低く、そのままではNi原料として使えないからである。
この点はCoについても同様である。

ここでダストは勿論、スラッジ（通常は脱水ケーキ状）も乾燥すれば粉体状となるものであり、本発明はこれら粉体状の廃棄物から金属Niや金属Coを選択的に回収する技術に関するものである。

従来の技術として、ステンレス製造工場で発生するダストやスラッジをコークス等の炭素粒と混合し、結合剤を加えて豆炭状に造粒して乾燥後、電気炉内に装入し、還元しながら溶解して溶融プールを形成し、溶融メタルをスラグと別々に排出してFeNiCr合金として取り出す方法がある。

更に本出願人は別の方法として以下の方法を案出し、先の特許願において開示している（特開平９−３１０１２６）。
この方法は、ダストや乾燥したスラッジを液体燃料や気体燃料を熱源とする酸素バーナの火炎中に供給して溶融し、炉内下部の溶融プール内で炭素粉を加えてスラグの一部を還元してメタル化し、その後スラグと別々に排出或いは同時に排出後分離してFeNiCr合金として回収する方法である。

しかしながら前者の方法は造粒及び乾燥、場合によっては焼成の手間がかかるし、メタルとスラグとを別々に排出するためにバッチ運転とならざるを得ず、このため生産性が悪く、更にまた溶融熱源として電力を使うため回収コストが高いといった問題がある。
また溶融メタルがFe，Crとの合金となっていてNi単体でなく、即ちNi品位（Ni濃度）が下がっていて、高品位のNi原料として使い難い問題がある。

また後者の方法でも炉内で還元する時間が必要なために、ダストやスラッジ等の供給を中断したり間欠排出が必要で、どうしてもバッチ運転にならざるを得ず、生産性が落ちる問題がある。
また溶融メタルがFe，Crとの合金となり、Ni品位が下がるとともに還元し難い酸化クロムがスラグになってスラグの粘性を著しく高めるため、溶融メタルの沈降分離を妨げてしまい、生産性が悪くなる。
従ってスラグの粘性を下げるために蛍石（CaF_２）等を加える必要があり、この場合スラグ利用上の安全性担保に支障があるF溶出の問題が新たに発生する恐れがある。

更に前者，後者ともに原料の殆どを溶解するので使用エネルギーが多く、加えて生成した金属Niの品位が低いといった問題がある。

尚、下記特許文献１，特許文献２には廃棄物粉体を酸素バーナを用いて処理する点が開示されているが、これら特許文献１，特許文献２に開示のものは本願発明とは解決すべき課題が異なっており、また処理対象，解決手段の点においても本願発明とは相異なっている。

特許３２７１４７６号 特許３２７７９６８号

本発明の金属Ni及び／又はCoの回収方法は以上のような事情を背景として案出されたもので、以下の点を解決課題とするものである。
イ．先ず低コストで金属NiやCoを選択的に回収できること
ロ．溶融熱源に電力を使わないこと
ハ．燃料を使用する場合にも原料全部を溶融せずに済ませ得ること
ニ．連続的に金属Ni及び／又はCoを回収し得て生産性が高いこと。即ち生成物の排出を連続的としてバッチ運転ではなく連続運転ができること
ホ．前工程としての造粒・焼成工程を不要となし得ること
ヘ．原料全体を溶融せずに必要部分のみ部分的に溶融し、エネルギー使用を可及的に少なくすること
ト．溶融スラグとメタルの分離促進のためにスラグの粘性を下げる操作等に手間が掛かるといったことがないこと
チ．回収対象の原料粉体に含まれているFeやCrまでも還元して溶融することなく、目的とする金属Niや金属Coのみを溶融して高品位の金属Niや金属Coを回収し得ること

而して本発明の金属Ni及び／又はCoの回収方法は、燃料に対する酸素の比率が化学量論比未満の条件の下で、該燃料を酸素バーナで燃焼させて火炎とともに還元雰囲気を生成せしめ、該火炎中に、Ni及び／又はCo化合物を含む原料粉体を供給して、該火炎中でNi及び／又はCo化合物を選択的に還元して微粒金属Ni及び／又はCoを該粉体中に析出させるとともに続いて該火炎の熱で溶融凝集させ、その後該火炎で処理した後の粉体を冷却して溶融金属Ni及び／又はCoを該粉体中で固化させた上で、該粉体中の他から分離し回収することを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記酸素バーナの支燃性ガスとして酸素濃度９０vol％以上の気体を用いることを特徴とする。

請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記燃料を、該燃料に対する酸素の比率が前記化学量論比の０．４〜０．９の条件の下で前記酸素バーナにより燃焼させることを特徴とする。

請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記原料粉体を、前記酸素バーナの本体内に設けた内部流路を通じて前記火炎中に供給することを特徴とする。

請求項５のものは、請求項１〜４の何れかにおいて、前記原料粉体を水分１０質量％以下に乾燥した上で前記火炎中に供給することを特徴とする。

請求項６のものは、請求項１〜５の何れかにおいて、前記原料粉体を粉体粒径が５０μｍ以下となるように調整して前記火炎中に供給することを特徴とする。

請求項７のものは、請求項１〜６の何れかにおいて、前記原料粉体を酸素濃度１０vol％以下の気体を用いた気流搬送により前記火炎中に供給することを特徴とする。

請求項８のものは、請求項１〜７の何れかにおいて、水蒸気又は水を前記原料粉体の質量の１％以上前記火炎中に供給することを特徴とする。

請求項９のものは、請求項１〜８の何れかにおいて、前記火炎中で処理した後の、金属Ni及び／又はCoを含む粉体を水中又は水流中に投じて水砕固化した後に、該金属Ni及び／又はCoを他から分離し回収することを特徴とする。

請求項１０のものは、請求項１〜８の何れかにおいて、前記火炎中で処理した後の、前記金属Ni及び／又はCoを含む粉体を酸素濃度５vol％以下のガス雰囲気中で冷却し、該ガスに該粉体を同伴させて集塵機にて捕集した上で、前記金属Ni及び／又はCoを他から分離し回収することを特徴とする。

請求項１１のものは、請求項９，１０の何れかにおいて、前記火炎中で処理した後の粉体を更に粉砕した上で、前記金属Ni及び／又はCoを嵩比重差又は磁性差を利用して他から分離し回収することを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、燃料に対する酸素の比率が化学量論比（化学量論比は燃料が完全燃焼するときに１）未満の条件の下で、即ち酸素不足の下で燃料を酸素バーナで燃焼させて火炎とともに還元雰囲気を生成せしめ、その火炎中に廃棄物の原料粉体を供給して、火炎中でNi及び／又はCo化合物を選択的に還元して微粒金属Ni及び／又はCoを粉体中に析出させ、更にこれを火炎の熱で選択的に溶融凝集させて、その後の冷却でこれらを粉体中で粒状に固化させ、その後これを粉体中の他から分離し回収するものである。

かかる本発明において、廃棄物の原料粉体から金属Ni及び／又はCoを分離回収する原理は次のようなものである。
ステンレス製造工場で発生するダストや圧延スケール，メッキ工場や触媒工場で発生する排水スラッジ等の廃棄物中において、NiやCoはFe，Cr等とともに通常水酸化物や酸化物の化合物形態で含まれている。
但しそれらの水酸化物は低温で容易に分解して酸化物となる。

図１は公知のエリンガム線図を表したもので横軸は温度を、縦軸は標準生成自由エネルギーを表している。
この縦軸は酸素との親和力の強さ、即ち酸化物としての安定性を表しており、標準生成自由エネルギーの低いものほど、即ち図中下側のものほど酸化物として安定していること、つまり酸素との親和力が大きいことを表している。

図を参照すると、NiやCoの酸化物はFeやCrの酸化物、更にはH_２OやCOに較べて図中上位置にあり、酸素との親和力が弱く、FeやCrよりも還元され易いこと、またH_２OやCOによって還元され易いことが分かる。
本発明者はこの点に着眼し、粉体中のNiやCoをFeやCrに対して選択的，優先的に還元できるのではないかという発想を得、各種の試験研究を行った。

問題となるのは例えNiやCo化合物を他のFeやCr化合物に対して優先的に還元し得たとしても、粉体中に細かく分散している還元後の金属NiやCoを粉体中の他のものから如何にして分離するかであり、Ni，Co分離回収に当ってはこれらを容易に分離できるものとすること、更にまた処理対象を粉体状態に維持しながら目的とする金属NiやCoを分離回収するプロセスを実行できるものとしなければならない。

本発明ではそのための手段として酸素バーナを用い且つ燃料を酸素不足の条件の下で燃焼させて、火炎とともに還元雰囲気を生成せしめ、そこに原料粉体を投じて、その火炎中で原料粉体中のNiやCo化合物としての酸化物（水酸化物は熱で容易に酸化物となる）を還元するようにしている。

このとき、原料粉体中のNiやCoの酸化物はFeやCrの酸化物などに対して選択的に還元されるとともに、これに続いて他の酸化物に対し優先的に溶融せしめられる。

図２はこれを模式的に表したものである。
図中１０は廃棄物の原料粉体中の一つの粒子を示しており、そこにはNiやCoの化合物（主として水酸化物）が、FeやCrその他の水酸化物とともに混在状態で含まれている。即ちNiやCoの化合物が他の化合物とともに集合体を形成して一つの粒子１０を成している。
この粉体中の粒子１０が酸素バーナの火炎中に投じられると、その熱によって水酸化物が容易に分解して酸化物となる。

例えばNiは
Ni(OH)_２→NiO＋H_２O
となって酸化物に転化する。
而して粒子１０中において酸化物となったNiやCoは、酸素バーナによる酸素不足の下での燃焼によって生成した還元雰囲気、詳しくは発生したH_２やCOガスによってFeやCrその他の酸化物等に対して優先的に還元される。
そして還元によって生成した金属NiやCoが粒子１０内において微粒析出する（図２（ロ）参照）。

この還元によって微粒析出したNiやCoは、前述したようにそのままでは後において周囲のFeやCrの酸化物から分離することができない。
しかるに本発明では、このようにして生成した微粒金属NiやCoが、続いて他の酸化物から選択的，優先的に溶融せしめられる。

表１（イ）は各種金属の融点を沸点とともに示しており、（ロ）は各種金属酸化物の融点を沸点とともに示している。

表１（イ）に示しているようにNiの融点は１１５５℃，Coの融点は１４９０℃であって、（ロ）に示しているように各種金属酸化物の融点に比べて低く、酸素バーナによる高温の火炎の下に還元された金属Ni，Coは続いて選択的，優先的に溶融する。
即ち、微粒金属Ni，Coだけが溶融して、周囲の他の酸化物は溶融せず、それらNi，Coだけが球となって溶融し、周囲から遊離する。
図中１４はそのように球となって周囲から遊離し独立したNi，Coの金属粒子を表している。

本発明において、空気バーナではなく酸素バーナを用いているのは、微粒金属Ni，Coを溶融するのに必要な高い温度の火炎を生成し得ることによる。

但し加熱温度が高すぎると金属の蒸発を生ずる恐れがあるが、この意味において酸素バーナによる火炎は適当な温度であって、析出した金属が高温によって蒸発する恐れはない。

このようにして選択的に溶融した金属Ni，Coは周辺の他の金属Ni，Coとともに表面張力によって一つの球に凝集する。
そのとき生成する溶融金属の球は周辺のNiやCoの量の多少によって大きさが様々となるが、概略５〜５０μｍ程度の小さな粒状物となる。

そしてこのように金属NiやCoが溶融して粒状に凝集することによって、周囲の他の酸化物と縁切りされて遊離し、それ自身が単独で存在した状態となる。
このため、後において粉体からそれら金属NiやCoを分離し回収する際、容易にこれをなし得るようになる。

以上のように本発明はNi，Co，Cr，Feの水酸化物が低温で分解し、還元に係わる温度領域では酸化物になっていることや、金属Ni，金属Coの融点が１４５５℃，１４９０℃と比較的低く、酸化物から選択的に還元すると、これらが先行して溶融することを利用している。

また溶融熱源として燃料を使用していることから低コストを実現でき、また高温を実現するために酸素バーナを用い且つ酸素不足の条件で燃料を燃焼させて、還元雰囲気を生成させ、しかも原料を造粒することなく粉体のまま連続的に酸素バーナによる火炎によって還元及び溶融させることができ、原料粉体の供給からNi，Coの部分的な溶融までを、粉体状態を維持しながら処理することができる。
従って原料を従来のように造粒することなく粉体のまま処理でき、造粒のために手間がかかるといった問題も解決できる。

しかも供給した原料全体を溶融することなく、また溶融プールを成形することなく、粉体のまま実質的に全工程を通じて処理することができ、それ故連続処理が可能であって（バッチ運転でなく連続運転できる）、従来に増して生産性を高くすることができる。

加えて本発明では原料全体を溶融せず、粉体中に分散状態で含まれているNiやCのみを部分的に溶融するものであるため、所要エネルギーを可及的に少なくすることができ、処理コストを安価となすことができる。

加えて従来の方法のように溶融スラグとメタルとの分離を行うといったことを必要とせず、更にスラグの粘性を下げる操作等に手間が掛かるといった問題も解消することができる。

特に本発明では目的とするNiやCo以外の他の成分、詳しくはFeやCrまでも還元してしまうことがなく、目的とするNiやCoを単体で分離回収することができ、高品位のNi原料或いはCo原料として使用できるようになる。
尚本発明では、Ni，Coを回収した後の残りからは、従来の方法に従って金属Fe，Crも回収することができる。

本発明では、乾燥しているダストは粒度を調整するだけで、またメッキスラッジ等のスラッジは乾燥して粒度を調整するだけで粉体とすることができ、その後酸素バーナの火炎中への投入から排出までを、更にはその後の分離回収までを一貫して粉体状態で処理可能である。

本発明では、酸素バーナの支燃性ガスとして酸素濃度９０vol％以上の気体を用いることができる（請求項２）。
このようにすることによって火炎温度を高温且つ適正な温度となすことができる。

本発明においてはまた、燃料に対する酸素の比率が化学量論比の０．４〜０．９の条件で酸素バーナを燃焼させるようになすことが望ましい（請求項３）。
０．４未満であると煤が多く発生するようになり、CによってNiやCo以外の酸化物が還元され易くなってしまう。
これに対して酸素の量を化学量論比に対して０．４以上と成しておけば煤を多く発生させることもなく、また酸素バーナの火炎温度を金属NiやCoの溶融温度よりも高くすることができる。
一方その上限については良好な還元性雰囲気を生成させる上で０．９以下とするのが良い。

本発明ではまた、原料粉体を酸素バーナの本体内に設けた内部流路を通じて火炎中に供給するようになすのが望ましい（請求項４）。
酸素バーナの火炎中への原料粉体の供給方法としては、図３に示しているように酸素バーナ１６の外部に設けた外部流路１８を通じて火炎Ｈ中に原料粉体を供給するようになすこともできるが、酸素バーナ１６の本体内部に設けた内部流路２０を通じて原料粉体を火炎Ｈ中に供給するのが望ましい。

本発明ではまた原料粉体を、搬送経路でつまりを生ぜしめないように水分１０％（質量％）以下に乾燥した上で、火炎中に供給するようになすことが望ましい（請求項５）。

更にまた、原料粉体における粉体粒径が５０μｍ以下となるように粒度調整して原料粉体を火炎中に供給するようになすことが望ましい（請求項６）。
原料粉体の粉体粒径を５０μｍ以下としておくことによって、これを火炎中に投じたときに速やかに昇温させることができるとともに、粉体の粒子内部への還元ガスの浸透，拡散を良好に行わせ得て、還元反応を促進することができる。
このため原料粉体を予め粉砕及び篩い分けして、粒度調整しておくことが望ましい。

本発明ではまた原料粉体を酸素濃度１０％（vol％）以下の気体を用いた気流搬送により、火炎中に供給するようになすことが望ましい（請求項７）。
このようにすることで、原料粉体を円滑に火炎中に供給することができる。またその気体の酸素濃度を１０％以下としておくことで、酸素が過剰に供給されてしまうのを防ぐことができる。

本発明においてはまた、水蒸気又は水を原料粉体質量の１％以上で火炎中に供給するようになすのが望ましい（請求項８）。
このようにすることで、より還元力の強いH_２OをCOに較べて多く発生させることができるとともに、併せてFeやCr等の酸化物をも還元し易いCを減らすことができ、目的とする適正な還元雰囲気が得られ易くなる。

次に請求項９は、火炎中で処理した後の粉体の具体的な処理方法に関するもので、ここではその火炎中で処理した後の粉体を、水中又は水流中に投じて水砕固化させ、その後において金属Ni及び／又はCoを他から分離し回収する。
このようにすれば、酸素バーナの火炎から排出された粉体中の金属Ni，Coを再酸化させずに急冷でき、そして水砕により金属Ni，Coの粒が周囲の酸化物との熱膨張差の相違によって大きく収縮して他から良好に縁切りされ、分離回収が行い易くなる。

一方請求項１０は、火炎中で処理した後の粉体を酸素濃度５vol％以下のガス雰囲気中で冷却するもので（再酸化防止のため酸素濃度を低くした雰囲気中で冷却）、この場合においてもガス雰囲気中での冷却で、溶融状態の金属Ni，Coの粒を収縮及び固化させることができる。
またこの請求項１０の方法によれば、その冷却に用いたガスに粉体を同伴させて、そのまま下流側で集塵機によりこれを捕集し、そこから金属Ni及び／又はCoを他から分離し、回収することができる。

即ち火炎中で処理した後の粉体を、同じ粉体状態にそのまま維持しながら、その後の処理を行うことができる。
粉体中で冷却により収縮固化した金属Ni及び／又はCoを他から分離する手段として、請求項１１に従い嵩比重差又は磁性差を利用してこれを他から分離し、回収するようになすことができる。
金属Ni，Coが酸化物に対して比重が高く、更にはまたそれらが酸化物に較べて磁性が強いため、それらを利用して他から良好に分離し回収することができる。
この場合比重差による遠心分離や加圧浮上分離等を用いることができ、或いはまた金属と酸化物の磁性差による磁気分離によって分離することができる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図４は触媒製造工場の排水スラッジやメッキ工場の排水スラッジ等、水分が４０〜８０％もある原料を処理する場合のプロセス例である。

ここでは酸素バーナ１６が縦向きに配置されており、その下側に縦型反応炉２６が取り付けられ、更に反応炉２６の下側には水砕固化装置２８が配設されている。この水砕固化装置２８の水槽内にはコンベヤ３０が設けられている。
尚、図４（イ）において３２Ａは乾燥機本体で、この乾燥機本体３２Ａと熱風発生炉３２Ｂとが乾燥装置を成している。

３６は粉砕装置で、この粉砕装置３６と乾燥機本体３２Ａとの間にサイクロン３４が設けられている。
４０は定量切出装置で、この定量切出装置４０と粉砕装置３６との間にサイクロン３８が設けられている。
尚、熱風発生炉３２Ｂは酸素バーナ１６からの未燃ガスを２次燃焼させてそこで熱風を発生させ、乾燥機本体３２Ａでの原料の乾燥用の熱源としている。

図４（ロ）は、この例の処理プロセスをブロック図として表したものである。
このプロセス例では、原料を気流搬送するために乾燥が必須であるので、酸素バーナ１６からの排ガスの未燃分を熱風発生炉３２Ｂで２次燃焼させ、乾燥用の熱源としている。

乾燥及び粉砕後の原料粉体は、燃料ガスによって定量切出装置４０の出口から気流搬送されて酸素バーナ１６に供給される。
ここで酸素は、吸着剤を用いた酸素発生装置により大気から酸素濃度９３％として製造され、酸素バーナ１６に対してＬＰＧ燃料と必要な還元雰囲気が得られる比率で供給される。

原料粉体は、酸素バーナ１６の本体内の内部流路を通って火炎Ｈ中に供給され、Ni酸化物やCo酸化物が選択的に金属に還元され、更にこれに続いて溶融されて他の酸化物と分離析出する。

尚反応炉２６は、火炎Ｈの温度低下を防止するとともに反応空間への大気の侵入を防止し、必要な雰囲気及び反応時間を確保するものである。
反応処理物は水砕固化装置２８で水砕固化されて、その後粉砕され、遠心分離機にかけられて金属Ni，Coが他から分離される。

図５の例は、ステンレス鋼製造工場の精錬炉から発生するダスト等の、水分が１０％未満の原料を処理する場合のプロセス例である。
このプロセス例では酸素バーナ１６が横向きに配置され、その先端側に横型反応炉２６が取り付けられている。

図５（イ）において、４４は乾燥状態の原料粉体を粉砕する粉砕装置で、４６は篩、４０は定量切出装置である。
４８は排ガス冷却筒で、５０はバグ集塵機、５２は粉砕装置、５６は遠心分離機である。この遠心分離機５６と粉砕装置５２との間にはサイクロン５４が設けられている。

５８は酸素バーナ１６からの排ガスを２次燃焼させる２次燃焼筒である。
図５（ロ）に、この例の処理プロセスがブロック図として表してある。

この図５に示すプロセス例では、原料が粉体状態にあって乾燥は不要なので、未燃ガスは２次燃焼塔で燃やす際に図示しない温水等による熱回収を行っている。
またダストから成る、火炎Ｈによる処理後の粉体は排ガスに同伴して排ガス冷却塔４８に導入される。
乾燥及び粉砕後の原料粉体は、窒素ガスによって定量切出装置４０から気流搬送されて酸素バーナ１６に供給される。

ここで酸素は、吸着剤を用いた酸素発生装置により大気から酸素濃度９３％として製造され、酸素バーナ１６に、ＬＰＧ供給量と必要な還元雰囲気が得られる比率で供給される。
原料粉体は酸素バーナ１６の本体内の内部流路を通じて火炎Ｈ中に供給され、Ni酸化物やCo酸化物が選択的に金属に還元されて溶融され、他の酸化物から分離析出する。

このプロセス例においても、横型反応炉２６は火炎温度の低下を防止するとともに大気の浸入を防止し、必要な雰囲気と反応時間とを確保する。
反応後の粉体及び燃焼排ガスは、低O_２の冷却用ガスを使用した排ガス冷却塔４８で急冷され、粉体はバグ集塵機５０で捕集された後、粉砕装置５２と遠心分離機５６とで金属Ni，Coが他から分離回収される。
また燃焼排ガスは２次燃焼された後に排出される。

次に本発明の実施例を以下に説明する。
［実施例１］：メッキスラッジからの金属Ni回収例
NiメッキとCrメッキを行っているメッキ工場の排水処理後のスラッジから、図５のプロセスによって金属Niを回収した例を示す。
燃料はＬＰＧで１０ｍ^３Ｎ／ｈ使用、酸素は９３vol％のものを使用した。
ここで金属Ni回収率は、
金属Ni回収率＝（（回収物量×金属Ni濃度）／（原料量×原料中Ni濃度））×１００とした。
結果が処理条件とともに表２に示してある。

表２に示しているように本プロセス例において何れも金属Niを良好に回収することができた。
表３に実施例２における回収物中の成分組成が原料の成分組成とともに示してある。

表３に示しているように回収物はその殆どを金属Niが占めており、高品位のものであった。

［実施例２］：Ni，Co触媒排水スラッジからの回収例
Ni，Co触媒製造工場の排水スラッジから、図４に示すプロセスで金属Ni，Coを回収した例を共に示す。
燃料はＬＰＧで１０ｍ^３Ｎ／ｈ使用、酸素は９３vol％のものを使用し、
金属Ni回収率＝（（回収物量×金属Ni濃度）／（原料量×原料中Ni濃度））×１００とし、
金属Co回収率＝（（回収物量×金属Co濃度）／（原料量×原料中Co濃度））×１００とした。
結果が処理条件とともに表４に示してある。

表４に示しているようにこのプロセス例において金属Ni，金属Coを高い回収率で分離回収することができた。
表５にこの実施例２における回収物の成分組成が原料の成分組成とともに示してある。

表５に示しているようにこの例においても高品位のNi及びCoが得られている。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。

エリンガム線図を表した図である。 本発明の解決原理を模式的に表した説明図である。 酸素バーナの火炎中への原料粉体の供給方法を示した説明図である。 本発明の一実施形態の回収方法の説明図である。 本発明の他の実施形態の回収方法の説明図である。

符号の説明

１０ 原料粉体の粒子
１４ 金属粒子
１６ 酸素バーナ
Ｈ 火炎

Claims (11)

1. 燃料に対する酸素の比率が化学量論比未満の条件の下で、該燃料を酸素バーナで燃焼させて火炎とともに還元雰囲気を生成せしめ、該火炎中に、Ni及び／又はCo化合物を含む原料粉体を供給して、該火炎中でNi及び／又はCo化合物を選択的に還元して微粒金属Ni及び／又はCoを該粉体中に析出させるとともに続いて該火炎の熱で溶融凝集させ、その後該火炎で処理した後の粉体を冷却して溶融金属Ni及び／又はCoを該粉体中で固化させた上で、該粉体中の他から分離し回収することを特徴とする金属Ni及び／又はCoの回収方法。
2. 請求項１において、前記酸素バーナの支燃性ガスとして酸素濃度９０vol％以上の気体を用いることを特徴とする金属Ni及び／又はCoの回収方法。
3. 請求項１，２の何れかにおいて、前記燃料を、該燃料に対する酸素の比率が前記化学量論比の０．４〜０．９の条件の下で前記酸素バーナにより燃焼させることを特徴とする金属Ni及び／又はCoの回収方法。
4. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記原料粉体を、前記酸素バーナの本体内に設けた内部流路を通じて前記火炎中に供給することを特徴とする金属Ni及び／又はCoの回収方法。
5. 請求項１〜４の何れかにおいて、前記原料粉体を水分１０質量％以下に乾燥した上で前記火炎中に供給することを特徴とする金属Ni及び／又はCoの回収方法。
6. 請求項１〜５の何れかにおいて、前記原料粉体を粉体粒径が５０μｍ以下となるように調整して前記火炎中に供給することを特徴とする金属Ni及び／又はCoの回収方法。
7. 請求項１〜６の何れかにおいて、前記原料粉体を酸素濃度１０vol％以下の気体を用いた気流搬送により前記火炎中に供給することを特徴とする金属Ni及び／又はCoの回収方法。
8. 請求項１〜７の何れかにおいて、水蒸気又は水を前記原料粉体の質量の１％以上前記火炎中に供給することを特徴とする金属Ni及び／又はCoの回収方法。
9. 請求項１〜８の何れかにおいて、前記火炎中で処理した後の、金属Ni及び／又はCoを含む粉体を水中又は水流中に投じて水砕固化した後に、該金属Ni及び／又はCoを他から分離し回収することを特徴とする金属Ni及び／又はCoの回収方法。
10. 請求項１〜８の何れかにおいて、前記火炎中で処理した後の、前記金属Ni及び／又はCoを含む粉体を酸素濃度５vol％以下のガス雰囲気中で冷却し、該ガスに該粉体を同伴させて集塵機にて捕集した上で、前記金属Ni及び／又はCoを他から分離し回収することを特徴とする金属Ni及び／又はCoの回収方法。
11. 請求項９，１０の何れかにおいて、前記火炎中で処理した後の粉体を更に粉砕した上で、前記金属Ni及び／又はCoを嵩比重差又は磁性差を利用して他から分離し回収することを特徴とする金属Ni及び／又はCoの回収方法。

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