JP2018031060A - 金属マンガンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Mn、Cを含有するMn含有物質に、加熱温度:600℃以上の加熱処理を施し、ついで、還元剤およびフラックスを混合して、アーク溶解炉に装入し、通電加熱および/または還元剤の反応熱により、Mn含有物質を還元する還元工程を施し、金属Mnとする。還元剤としては、金属Al、金属Siとすることが好ましい。Mn含有物質に、加熱温度:600℃以上の加熱処理を施し、予め、炭素(C)を燃焼、除去することが、高品位の金属Mnを得るために好ましい。原料として使用するMn含有物質は、廃乾電池から、マンガン乾電池および/またはアルカリマンガン乾電池を選別し、粉砕、篩分けして得られた粉粒体とすることが好ましい。
【選択図】図1
Description
(1)マンガン含有物質に還元工程を施して金属マンガンとする金属マンガンの製造方法であって、前記還元工程の前に前記マンガン含有物質に加熱処理を施し、しかる後に前記還元工程として、アーク溶解炉に、該加熱処理を施された前記マンガン含有物質と、さらに還元剤およびフラックスとを装入し、前記アーク溶解炉の通電による加熱および/または還元剤の反応熱により、前記マンガン含有物質を還元し、金属マンガンとすることを特徴とする金属マンガンの製造方法。
(2)(1)において、前記マンガン含有物質が、廃乾電池を選別し、破砕し、篩分けして得られた物質であることを特徴とする金属マンガンの製造方法。
(3)(1)または(2)において、前記加熱処理が、加熱温度:600℃以上で行う処理であることを特徴とする金属マンガンの製造方法。
(4)(1)ないし(3)のいずれかにおいて、前記還元工程で使用する前記還元剤が、金属アルミニウムまたは金属珪素であることを特徴とする金属マンガンの製造方法。
(5)(1)ないし(4)のいずれかにおいて、前記還元工程で使用する前記フラックスが、CaOを主成分とする物質であることを特徴とする金属マンガンの製造方法。
マンガン1原子に対してアルミニウムが4/3原子必要である。
CaO + Al2O3 → CaO・Al2O ‥‥(2)
(1)式の反応で発生したAl2O3は、(2)式の反応で、生石灰(CaO)と反応し、スラグを形成する。(2)式にしたがって、スラグが形成されると、(1)式における遊離のAl2O3がなくなるため、(1)式の反応は左から右へ進行し、マンガン酸化物(マンガン含有物質)が還元されて金属マンガンとなる反応が促進される。
なお、別ロットの粉粒体を用いて、加熱温度:600℃、800℃について、処理時間:5〜60minとした場合の残留炭素濃度を調査し、その結果を表3に示す。
このようなことから、本発明では、マンガン含有物質の加熱処理は800℃で30min程度で十分であるとした。
初期混合原料を装入したのち、初期加熱として通電による加熱を施して原料を溶解した。なお、溶解中、アルミテルミット反応(Al反応熱)が開始し終了するまでの間は、通電を停止した。
なお、加熱処理なしの粉粒体(マンガン含有物質)を、同様に、アーク溶解炉還元工程を施し、比較例とした。
Claims (5)
- マンガン含有物質に還元工程を施して金属マンガンとする金属マンガンの製造方法であって、
前記還元工程の前に前記マンガン含有物質に加熱処理を施し、しかる後に前記還元工程として、アーク溶解炉に、該加熱処理を施された前記マンガン含有物質と、さらに還元剤およびフラックスとを装入し、前記アーク溶解炉の通電による加熱および/または還元剤の反応熱により、前記マンガン含有物質を還元し、金属マンガンとすることを特徴とする金属マンガンの製造方法。 - 前記マンガン含有物質が、廃乾電池を選別し、破砕し、篩分けして得られた物質であることを特徴とする請求項1に記載の金属マンガンの製造方法。
- 前記加熱処理が、加熱温度:600℃以上で行う処理であることを特徴とする請求項1または2に記載の金属マンガンの製造方法。
- 前記還元工程で使用する前記還元剤が、金属アルミニウムまたは金属珪素であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の金属マンガンの製造方法。
- 前記還元工程で使用する前記フラックスが、CaOを主成分とする物質であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の金属マンガンの製造方法。
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