JP2020045518A - Method for smelting oxide ore - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、酸化鉱石の製錬方法に関するものであり、例えば、ニッケル酸化鉱石等の酸化鉱石を原料として炭素質還元剤により還元することで還元物を得る製錬方法に関する。 The present invention relates to a method for smelting an oxide ore, for example, a method for smelting an oxide ore such as a nickel oxide ore as a raw material with a carbonaceous reducing agent to obtain a reduced product.
酸化鉱石の一種であるリモナイトあるいはサプロライトと呼ばれるニッケル酸化鉱石の製錬方法として、熔錬炉を使用してニッケルマットを製造する乾式製錬方法、ロータリーキルンあるいは移動炉床炉を使用して鉄とニッケルの合金（以下、鉄とニッケルの合金を「フェロニッケル」ともいう）を製造する乾式製錬方法、オートクレーブを使用して高温高圧で酸浸出し、ニッケルやコバルトが混在した混合硫化物（ミックスサルファイド）を製造する湿式製錬方法等が知られている。 As a method for smelting nickel oxide ore called limonite or saprolite, which is a kind of oxide ore, a dry smelting method that uses a smelting furnace to produce nickel matte, and iron and nickel using a rotary kiln or a moving hearth furnace Smelting method (hereinafter referred to as “ferronickel” as an alloy of iron and nickel), acid leaching at high temperature and pressure using an autoclave, and mixed sulfide (mixed sulfide) mixed with nickel and cobalt ) Is known.
上述した様々な方法の中で、特に乾式製錬法を用いてニッケル酸化鉱石を還元して製錬する場合、反応を進めるために原料のニッケル酸化鉱石を適度な大きさに破砕する等して塊状物化する処理が前処理として行われる。 Among the various methods described above, particularly when reducing and smelting nickel oxide ore using a dry smelting method, the nickel oxide ore as a raw material is crushed to an appropriate size in order to advance the reaction. Agglomeration processing is performed as preprocessing.
具体的に、ニッケル酸化鉱石を塊状物化する、すなわち粉状や微粒状の鉱石を塊状にする際には、そのニッケル酸化鉱石と、それ以外の成分、例えばバインダーやコークス等の還元剤とを混合して混合物とし、さらに水分調整等を行った後に塊状物製造機に装入して、例えば一辺あるいは直径が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度の成形物（ペレット、ブリケット等を指す。以下、単に「ペレット」ということもある）とするのが一般的である。 Specifically, when the nickel oxide ore is agglomerated, that is, when the powdered or fine ore is agglomerated, the nickel oxide ore is mixed with other components, for example, a reducing agent such as a binder or coke. The mixture is then adjusted for water content, and then charged into a lump manufacturing machine, for example, a molded product (pellet, briquette, or the like having a side or diameter of about 10 mm or more and 30 mm or less; hereinafter, simply referred to as “pellet”. It is common to say).
塊状物化して得られるペレットには、含有する水分を「飛ばす」ために、ある程度の通気性が必要となる。さらに、その後の還元処理においてペレット内で均一に還元が進まないと、得られる還元物の組成が不均一になり、メタルが分散したり偏在したりする等の不都合が生じる。そのため、ペレットを作製する際には混合物を均一に混合したり、得られたペレットを還元する際には可能な限り均一な温度を維持することが重要となる。 The pellets obtained by agglomeration need to have a certain degree of air permeability in order to "blow off" the contained water. Further, if the reduction does not proceed uniformly in the pellets in the subsequent reduction treatment, the composition of the obtained reduced product becomes non-uniform, which causes inconveniences such as dispersion or uneven distribution of the metal. Therefore, it is important to uniformly mix the mixture when preparing pellets and to maintain the temperature as uniform as possible when reducing the obtained pellets.
加えて、還元処理により生成するメタル（フェロニッケル）を粗大化させることも非常に重要な技術である。生成したフェロニッケルが、例えば数１０μｍ以上数１００μｍ以下の細かな大きさであった場合、同時に生成するスラグと分離することが困難となり、フェロニッケルとしての回収率（収率）が大きく低下してしまう。そのため、還元後のフェロニッケルを粗大化する処理が必要となる。 In addition, it is a very important technique to coarsen the metal (ferronickel) generated by the reduction treatment. When the produced ferronickel has a fine size of, for example, several tens μm or more and several hundreds μm or less, it is difficult to separate the slag from the slag produced at the same time, and the recovery rate (yield) as ferronickel is greatly reduced. I will. Therefore, a treatment for coarsening the reduced ferronickel is required.
例えば、特許文献１には、金属酸化物と炭素質還元剤とを含む塊成物を、移動床型還元溶融炉の炉床上に供給して加熱し、金属酸化物を還元溶融させる粒状金属の製造方法において、塊成物同士の距離を０としたときの塊成物の炉床への最大投影面積率に対する、塊成物の炉床への投影面積率の相対値を敷密度としたとき、平均直径が１９．５ｍｍ以上３２ｍｍ以下の塊成物を、敷密度が０．５以上０．８以下になるように炉床上に供給して加熱する方法が開示されている。この方法では、塊成物の敷密度と平均直径とを併せて制御することで、粒状金属鉄の生産性を高められることが記載されている。 For example, in Patent Document 1, an agglomerate containing a metal oxide and a carbonaceous reducing agent is supplied onto a hearth of a moving bed type reduction melting furnace and heated to reduce and melt the metal oxide. In the manufacturing method, the relative value of the projected area ratio of the agglomerate to the hearth with respect to the maximum projected area ratio of the agglomerate to the hearth when the distance between the agglomerates is 0 is defined as the floor density. A method is disclosed in which agglomerates having an average diameter of 19.5 mm or more and 32 mm or less are supplied onto a hearth so as to have a bed density of 0.5 or more and 0.8 or less, and are heated. In this method, it is described that the productivity of granular metallic iron can be increased by controlling the bed density and the average diameter of the agglomerate together.
しかし、特許文献１にあるような、特定の直径を有するものを塊成物として用いる方法は、特定の直径を有しないものを取り除く必要があるため、塊成物を作製する際の収率が低いものであった。また、特許文献１にある方法は、塊成物の敷密度を０．５以上０．８以下に調整する必要があり、塊成物を積層させることもできないため、生産性の低い方法であった。これらの理由により、特許文献１にある方法は、製造コストが高いものであった。 However, in the method using a material having a specific diameter as an agglomerate as disclosed in Patent Document 1, it is necessary to remove a material having no specific diameter, so that the yield when producing an agglomerate is reduced. It was low. In addition, the method disclosed in Patent Literature 1 requires that the bed density of the agglomerate be adjusted to 0.5 or more and 0.8 or less, and the agglomerate cannot be laminated. Was. For these reasons, the method disclosed in Patent Document 1 has a high manufacturing cost.
このように、酸化鉱石を混合及び還元して金属や合金を製造する技術には、生産性を高め、製造コストを低減させ、メタルの品質を高める点で、多くの課題があった。 As described above, the technology of producing a metal or an alloy by mixing and reducing an oxide ore has many problems in terms of increasing productivity, reducing production cost, and improving metal quality.
本発明は、ニッケル酸化鉱石等の酸化鉱石を含む混合物を還元することでメタルを製造する製錬方法において、得られるメタルの品位を高めることができ、高品質のメタルを効率的に製造することができる酸化鉱石の製錬方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a smelting method for producing a metal by reducing a mixture containing an oxide ore such as a nickel oxide ore, which can improve the quality of the obtained metal and efficiently produce a high-quality metal. It is an object of the present invention to provide a method for smelting an oxide ore that can be performed.
本発明者は、還元処理によって発生する水分を還元炉から排出することにより、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventor has found that the above problem can be solved by discharging the water generated by the reduction treatment from the reduction furnace, and has completed the present invention.
（１）本発明の第１は、酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合して混合物を得る混合工程と、得られた混合物を還元炉に装入し、還元処理を施してメタルとスラグとを含む還元物を得る還元工程と、を含み、前記還元工程では、前記還元処理によって発生した雰囲気気体に含まれる水分を還元炉から排出する酸化鉱石の製錬方法である。 (1) A first step of the present invention is a mixing step of mixing an oxide ore and a carbonaceous reducing agent to obtain a mixture, charging the obtained mixture into a reduction furnace, performing reduction treatment, and forming a metal and slag. And a reduction step of obtaining a reduced product containing: a smelting method for oxidized ore in which water contained in the atmospheric gas generated by the reduction treatment is discharged from a reduction furnace.
（２）本発明の第２は、第１の発明において、前記還元工程では、前記水分を液化することによって還元炉から排出する酸化鉱石の製錬方法である。 (2) A second aspect of the present invention is the method for smelting oxide ore discharged from a reduction furnace by liquefying the water in the reduction step in the first aspect.
（３）本発明の第３は、第１又は第２の発明において、得られた混合物に乾燥処理を施し、乾燥後の混合物を前記還元工程に供する、酸化鉱石の製錬方法である。 (3) A third aspect of the present invention is the method for smelting an oxide ore according to the first or second aspect, wherein the obtained mixture is subjected to a drying treatment, and the dried mixture is subjected to the reduction step.
（４）本発明の第４は、第１から第３のいずれかの発明において、前記酸化鉱石は、ニッケル酸化鉱石である酸化鉱石の製錬方法である。 (4) A fourth aspect of the present invention is the method for refining an oxide ore in which the oxide ore is a nickel oxide ore in any one of the first to third inventions.
（５）本発明の第５は、酸化鉱石を含む混合物に還元処理を施してメタルとスラグとを含む還元物を得るための還元炉であって、還元炉内の雰囲気気体に含まれる水分を液化する冷却部と、液化した水分を該還元炉から排出する排出部と、を備える還元炉である。 (5) A fifth aspect of the present invention is a reduction furnace for performing a reduction treatment on a mixture containing an oxide ore to obtain a reduced product containing metal and slag, wherein water contained in an atmosphere gas in the reduction furnace is removed. The reduction furnace includes a cooling unit that liquefies and a discharge unit that discharges liquefied moisture from the reduction furnace.
本発明に係る酸化鉱石の製錬方法によれば、高品質なメタルを効率的に製造することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the smelting method of the oxide ore which concerns on this invention, a high quality metal can be manufactured efficiently.
以下、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。また、本明細書において、「Ｘ〜Ｙ」（Ｘ、Ｙは任意の数値）との表記は、「Ｘ以上Ｙ以下」の意味である。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail. Note that the present invention is not limited to the following embodiments, and various changes can be made without changing the gist of the present invention. In this specification, the notation “X to Y” (X and Y are arbitrary numerical values) means “X or more and Y or less”.
≪１．酸化鉱石の製錬方法の概要≫
本実施の形態に係る酸化鉱石の製錬方法は、原料鉱石である酸化鉱石（酸化物）を炭素質還元剤と混合し、その混合物（ペレット）に対して製錬炉（還元炉）内で還元処理を施すことによって、メタルとスラグとを生成させるものである。
≪1. Outline of smelting method of oxide ore
In the method for smelting oxide ore according to the present embodiment, oxide ore (oxide) as a raw material ore is mixed with a carbonaceous reducing agent, and the mixture (pellet) is mixed in a smelting furnace (reduction furnace). By performing the reduction treatment, metal and slag are generated.
例えば、酸化鉱石として、酸化ニッケルや酸化鉄等を含有するニッケル酸化鉱石を原料とし、そのニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合して混合物を得て、混合物に含まれるニッケルを優先的に還元し、また鉄を部分的に還元することで、鉄とニッケルの合金であるフェロニッケルを製造する方法が挙げられる。 For example, as an oxide ore, a nickel oxide ore containing nickel oxide or iron oxide is used as a raw material, a mixture is obtained by mixing the nickel oxide ore and a carbonaceous reducing agent, and nickel contained in the mixture is preferentially used. There is a method for producing ferronickel, which is an alloy of iron and nickel, by reducing and partially reducing iron.
そして、本実施の形態に係る酸化鉱石の製錬方法においては、還元処理によって発生した雰囲気気体に含まれる水分を還元炉から排出することを特徴としている。 And the smelting method of the oxide ore according to the present embodiment is characterized in that the moisture contained in the atmospheric gas generated by the reduction treatment is discharged from the reduction furnace.
このような方法によれば、水分を還元炉から排出していることにより、還元物が酸化されることを抑制し、得られるメタルの品位を高めることができる。 According to such a method, since the water is discharged from the reduction furnace, oxidation of the reduced product can be suppressed, and the quality of the obtained metal can be improved.
≪２．ニッケル酸化鉱石を用いてフェロニッケルの製造する製錬方法≫
以下では、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石に含まれるニッケル（酸化ニッケル）と鉄（酸化鉄）を還元することで、鉄−ニッケル合金のメタルを生成させ、さらに、そのメタルを分離することによってフェロニッケルを製造する製錬方法を例に挙げて説明する。
{2. Smelting method for producing ferronickel using nickel oxide ore.
In the following, nickel (nickel oxide) and iron (iron oxide) contained in the nickel oxide ore, which is the raw material ore, are reduced to produce a metal of an iron-nickel alloy, and the ferromagnetic material is separated by separating the metal. A smelting method for producing nickel will be described as an example.
具体的に、本実施の形態に係るニッケル酸化鉱石の製錬方法は、図１に示すように、ニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合して混合物を得る混合工程Ｓ１と、得られた混合物を還元炉に装入して、混合物に還元処理を施してメタルとスラグとを含む還元物を得る還元工程Ｓ２と、還元物からメタルとスラグを分離する分離工程Ｓ３と、を含む。 Specifically, as shown in FIG. 1, the method for smelting nickel oxide ore according to the present embodiment includes a mixing step S1 of mixing nickel oxide ore and a carbonaceous reducing agent to obtain a mixture, and The method includes a reduction step S2 of charging the mixture into a reduction furnace and subjecting the mixture to a reduction treatment to obtain a reduced product containing metal and slag, and a separating step S3 of separating metal and slag from the reduced product.
＜２−１．混合工程＞
混合工程Ｓ１は、ニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合して混合物を得る工程である。具体的には、まず、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石に、炭素質還元剤を添加して混合し、また任意成分の添加剤として、鉄鉱石、フラックス成分、バインダー等の、例えば粒径が０．２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下程度の粉末を添加して混合し、混合物を得る。なお、混合処理は、混合機等を用いて行うことができる。
<2-1. Mixing process>
The mixing step S1 is a step of mixing a nickel oxide ore and a carbonaceous reducing agent to obtain a mixture. Specifically, first, a carbonaceous reducing agent is added to and mixed with nickel oxide ore as a raw material ore, and iron ore, a flux component, a binder and the like having an optional particle size of, for example, 0%. A powder of about 0.2 mm or more and 0.8 mm or less is added and mixed to obtain a mixture. Note that the mixing process can be performed using a mixer or the like.
原料鉱石であるニッケル酸化鉱石としては、特に限定されないが、リモナイト鉱、サプロライト鉱等を用いることができる。なお、ニッケル酸化鉱石は、酸化ニッケル（ＮｉＯ）と、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）とを少なくとも含有する。 The nickel oxide ore, which is a raw material ore, is not particularly limited, and limonite ore, saprolite ore, or the like can be used. Note that the nickel oxide ore contains at least nickel oxide (NiO) and iron oxide (Fe 2 O 3 ).
炭素質還元剤としては、特に限定されないが、例えば、石炭粉、コークス粉等が挙げられる。なお、この炭素質還元剤は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石の粒度や粒度分布と同等の大きさのものであると、均一に混合し易く、還元反応も均一に進みやすくなるため好ましい。 Although it does not specifically limit as a carbonaceous reducing agent, For example, coal powder, coke powder, etc. are mentioned. It is preferable that the carbonaceous reducing agent has a particle size and a particle size distribution equal to those of the nickel oxide ore, which is a raw material ore, because it is easy to mix uniformly and the reduction reaction easily proceeds uniformly.
炭素質還元剤の含有量（混合物中に含まれる炭素質還元剤の含有量）としては、ニッケル酸化鉱石を構成する酸化ニッケルの全量をニッケルメタル還元するのに必要な化学当量と、酸化鉄（酸化第二鉄）を金属鉄に還元するのに必要な化学当量との両者合計値（便宜的に「化学当量の合計値」ともいう）を１００質量％としたときに、５０．０質量％以下の割合とすることが好ましく、４０．０質量％以下の割合とすることがより好ましい。鉄の還元量を抑えて、ニッケル品位を高めることができ、高品質のフェロニッケルを製造することができる。 As the content of the carbonaceous reducing agent (the content of the carbonaceous reducing agent contained in the mixture), the chemical equivalent required to reduce the total amount of nickel oxide constituting the nickel oxide ore to nickel metal and the iron oxide ( 50.0% by mass when the total value of the chemical equivalents required to reduce ferric oxide to metallic iron (also referred to as “the sum of the chemical equivalents” for convenience) is 100% by mass. The ratio is preferably set to the following ratio, more preferably 40.0% by mass or less. The amount of iron reduction can be suppressed, the nickel quality can be increased, and high quality ferronickel can be manufactured.
炭素質還元剤の混合量としては、化学当量の合計値を１００質量％としたときに、１０．０質量％以上の割合とすることが好ましく、１５．０質量％以上の割合とすることがより好ましい。ニッケルの還元を効率的に進行させることができ生産性が向上する。 The mixing amount of the carbonaceous reducing agent is preferably not less than 10.0% by mass, and more preferably not less than 15.0% by mass, when the total value of the chemical equivalents is 100% by mass. More preferred. The reduction of nickel can proceed efficiently and productivity can be improved.
また、任意成分の添加剤である鉄鉱石としては、例えば、鉄品位が５０．０質量％程度以上の鉄鉱石、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬により得られるヘマタイト等を用いることができる。 As the iron ore as an optional additive, for example, iron ore having an iron grade of about 50.0% by mass or more, hematite obtained by hydrometallurgy of nickel oxide ore, or the like can be used.
また、フラックス成分としては、例えば、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、二酸化珪素等を挙げることができる。また、バインダーとしては、例えば、ベントナイト、多糖類、樹脂、水ガラス、脱水ケーキ等を挙げることができる。 Examples of the flux component include calcium oxide, calcium hydroxide, calcium carbonate, and silicon dioxide. Examples of the binder include bentonite, polysaccharide, resin, water glass, dehydrated cake, and the like.
混合工程Ｓ１では、ニッケル酸化鉱石を含む原料粉末を均一に混合することによって混合物を得る。下記表１に、混合工程Ｓ１にて混合する、一部の原料粉末の組成（質量％）の一例を示すが、原料粉末の組成としてはこれに限定されない。 In the mixing step S1, a mixture is obtained by uniformly mixing raw material powders containing nickel oxide ore. Table 1 below shows an example of the composition (% by mass) of some of the raw material powders mixed in the mixing step S1, but the composition of the raw material powders is not limited to this.
この混合に際しては、混合性を高めるために混練を同時に行ってもよく、混合後に混練を行ってもよい。混練は、ブラベンダー等のバッチ式ニーダー、バンバリーミキサー、ヘンシェルミキサー、ヘリカルローター、ロール、一軸混練機、二軸混練機等を用いて行うことができる。混合物を混練することによって、その混合物にせん断力を加え、炭素質還元剤や原料粉末等の凝集を解いて均一に混合できるとともに、各々の粒子の密着性を向上させ、また空隙を減少させることができる。これにより、その混合物において還元反応が起りやすくなるとともに均一に反応させることができ、還元反応の反応時間を短縮することができる。また、品質のばらつきを抑えることができる。 At the time of this mixing, kneading may be performed at the same time to enhance the mixing property, or kneading may be performed after the mixing. The kneading can be performed using a batch type kneader such as Brabender, a Banbury mixer, a Henschel mixer, a helical rotor, a roll, a single-screw kneader, a twin-screw kneader, or the like. By kneading the mixture, a shear force is applied to the mixture to disperse the agglomeration of the carbonaceous reducing agent, raw material powder, etc., thereby enabling uniform mixing, improving the adhesion of each particle, and reducing voids. Can be. As a result, the reduction reaction easily occurs in the mixture, and the mixture can be uniformly reacted, and the reaction time of the reduction reaction can be shortened. Further, variation in quality can be suppressed.
また、混合を行った後、あるいは混合及び混練を行った後、押出機を用いて押出してもよい。これにより、混合物に対して圧力（せん断力）が加えられ、炭素質還元剤や原料粉末等の凝集を解いてその混合物をより均一に混合させた状態とすることができる。さらに、混合物内の空隙を減少させることができる。これらのことから、後述する還元工程Ｓ２において混合物の還元反応が均一に起りやすくなり、得られるメタルの品位を高めることができ、高品質なメタルを製造することができる。 After mixing, or after mixing and kneading, the mixture may be extruded using an extruder. As a result, a pressure (shearing force) is applied to the mixture, and the aggregation of the carbonaceous reducing agent, the raw material powder, and the like is released, and the mixture can be more uniformly mixed. Furthermore, voids in the mixture can be reduced. From these facts, the reduction reaction of the mixture tends to occur uniformly in the reduction step S2 described later, the quality of the obtained metal can be improved, and a high-quality metal can be manufactured.
押出機は、高圧、高せん断力で混合物を混練して成形できるものであることが好ましく、一軸押出機、二軸押出機等を挙げることができる。特に、二軸押出機を備えたものであることが好ましい。高圧、高せん断で混合物を混練することにより、原料粉の混合物の凝集を解くことができ、また効果的に混練することができるうえ、混合物の強度を高めることができる。また、二軸押出機を備えたものを用いることにより、連続的に高い生産性を保ちながら混合物を得ることができる。 The extruder is preferably one capable of kneading and molding the mixture under high pressure and high shear force, and examples thereof include a single screw extruder and a twin screw extruder. In particular, it is preferable to provide a twin-screw extruder. By kneading the mixture at a high pressure and a high shear, the aggregation of the mixture of the raw material powders can be broken, the kneading can be effectively performed, and the strength of the mixture can be increased. In addition, by using a twin-screw extruder, a mixture can be obtained while maintaining high productivity continuously.
また、混合物を所定形状の成形物（ペレット）に成形してもよい。成形物の形状としては、例えば、球状、直方体状、立方体状、円柱状等とすることができる。このような形状は、簡易な形状であって複雑なものではないため、成形コストを抑制しつつ不良品の発生を抑制することができ、得られる成形物の品質も均一となり、歩留り低下を抑制することができる。 Further, the mixture may be formed into a molded product (pellet) having a predetermined shape. The shape of the molded product can be, for example, spherical, rectangular, cubic, cylindrical, or the like. Since such a shape is a simple shape and not complicated, it is possible to suppress the occurrence of defective products while suppressing the molding cost, the quality of the obtained molded product is also uniform, and the reduction in yield is suppressed. can do.
成形物の形状は、特に球状であることが好ましい。球状の成形物であることにより還元処理が均一に施され、ばらつきが少なく、かつ生産性の高い製錬を行うことができる。成形物の形状を球状とする場合には、直径が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度となるように成形することができる。また、直方体状、立方体状、円柱状等とする場合には、概ね、縦、横の内寸が５００ｍｍ以下程度となるように成形することができる。 The shape of the molded product is particularly preferably spherical. By being a spherical molded product, the reduction treatment can be performed uniformly, and smelting with little variation and high productivity can be performed. When the shape of the molded product is spherical, it can be molded so that the diameter is about 10 mm or more and about 30 mm or less. In the case of a rectangular parallelepiped shape, a cubic shape, a columnar shape, or the like, it can be formed so that the vertical and horizontal inner dimensions are approximately 500 mm or less.
成形物の大きさとしては、特に限定されないが、成形物の体積が８０００ｍｍ３以上であることが好ましい。成形物の体積が８０００ｍｍ３以上であることにより、成形コストが抑制され、さらに、成形物全体に占める表面積の割合が低くなるため、加熱還元処理が均一に施され、ばらつきが少なく、かつ生産性の高い製錬を行うことができる。 The size of the molded product is not particularly limited, but the volume of the molded product is preferably 8000 mm 3 or more. When the volume of the molded product is 8000 mm 3 or more, the molding cost is suppressed, and the ratio of the surface area to the entire molded product is reduced. Therefore, the heat reduction treatment is uniformly performed, the variation is small, and the productivity is low. High smelting can be performed.
また、得られた混合物を所定の還元用の容器に充填してもよい。容器に充填された混合物が容器に充填された状態のまま還元処理が施されることにより、後述する分離工程Ｓ３において還元されたメタルが磁選等の処理によりメタルを分離回収し易くなり、ロスを抑制することができる。 Further, the obtained mixture may be filled in a predetermined container for reduction. By performing the reduction treatment in a state where the mixture filled in the container is filled in the container, the metal reduced in the separation step S3 to be described later can easily separate and recover the metal by a process such as magnetic separation, thereby reducing loss. Can be suppressed.
還元用の容器への混合物の充填方法としては、押出機等を用いて混合物を順次容器に供給することによって行うことができる。還元用の容器としては、特に限定されないが、直方体又は立方体の形状を有するものを用いることができる。容器の大きさについても、特に限定されないが、例えば、直方体の形状である場合、上面から視たときの面の縦と横の内寸が５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下、高さの内寸が５ｍｍ以上５００ｍｍ以下のものを用いることが好ましい。還元用の容器としては、特に限定されないが、容器内に充填した成形物に対して還元処理時に悪影響をもたらさず、その還元反応を効率的に進行させることができる材質からなるものを用いることが好ましい。具体的には、黒鉛製のるつぼ、セラミックや金属からなるもの等を用いることができる。 The method for filling the mixture into the container for reduction can be performed by sequentially supplying the mixture to the container using an extruder or the like. The container for reduction is not particularly limited, but a container having a rectangular parallelepiped or a cubic shape can be used. The size of the container is also not particularly limited, but, for example, in the case of a rectangular parallelepiped shape, when viewed from the top surface, the vertical and horizontal inner dimensions of the surface are 50 mm or more and 1000 mm or less, and the internal height is 5 mm or more and 500 mm or more. It is preferable to use the following. The container for reduction is not particularly limited, but may be made of a material that does not cause adverse effects at the time of the reduction treatment on the molded product filled in the container and that allows the reduction reaction to proceed efficiently. preferable. Specifically, a crucible made of graphite, a material made of ceramic or metal, or the like can be used.
混合工程Ｓ１では、得られた混合物に乾燥処理を施してもよい。混合物は、混練や成形物の成形等において上記混合物を多量の水と共に混合する。本実施の形態におい乾燥処理を施すことは必須の態様ではないが、多量の水を含む混合物に乾燥処理を施すことにより、後述する還元処理において水分の気化に伴う混合物の膨張を防ぐことができる。 In the mixing step S1, the obtained mixture may be subjected to a drying treatment. The mixture is mixed with a large amount of water in kneading or molding of a molded product. Although it is not an essential aspect to perform the drying treatment in the present embodiment, by performing the drying treatment on the mixture containing a large amount of water, it is possible to prevent the expansion of the mixture due to the vaporization of moisture in the reduction treatment described below. .
さらに、混合物に乾燥処理を施すことで、還元炉内における混合物に起因する水分混入を抑制することができる。これにより、還元炉内の雰囲気気体に含まれる水分量をより効果的に減らすことができ、還元物に含まれるメタルの酸化をより効果的に抑制することができる。 Further, by subjecting the mixture to a drying treatment, it is possible to suppress the entry of moisture caused by the mixture in the reduction furnace. Thereby, the amount of moisture contained in the atmospheric gas in the reduction furnace can be more effectively reduced, and the oxidation of the metal contained in the reduced product can be more effectively suppressed.
混合物を乾燥する方法は、特に限定されず、混合物を所定の乾燥温度（例えば、３００℃以上４００℃以下）に保持する方法や所定の乾燥温度の熱風を混合物に対して吹き付けて乾燥させる方法等、従来公知の手段を用いることができる。このような乾燥処理により、例えば、混合物の固形分が７０質量％程度で、水分が３０質量％程度となるようにする。なお、この乾燥処理時における混合物自身の温度としては、１００℃未満とすることが、混合物内部からの水分の突沸等による混合物の破裂を抑制できて好ましい。 The method for drying the mixture is not particularly limited, for example, a method of maintaining the mixture at a predetermined drying temperature (for example, 300 ° C. or more and 400 ° C. or less), a method of blowing hot air at a predetermined drying temperature against the mixture, and drying. Conventionally known means can be used. By such a drying treatment, for example, the solid content of the mixture is about 70% by mass and the water content is about 30% by mass. Note that the temperature of the mixture itself during the drying treatment is preferably less than 100 ° C., because bursting of the mixture due to bumping of water from the inside of the mixture or the like can be suppressed.
また、乾燥処理は連続して一度に行ってもよいし複数回に分けて行ってもよい。乾燥処理を複数回に分けて行うことにより混合物の破裂をより効果的に抑制することができる。なお、乾燥処理を複数回に分けて行った場合において、２回目以降の乾燥温度としては、１５０℃以上４００℃以下が好ましい。この範囲で乾燥することにより、還元反応が進むことなく乾燥することが可能となる。 Further, the drying treatment may be continuously performed at once or may be performed in a plurality of times. Burst of the mixture can be more effectively suppressed by performing the drying treatment in a plurality of times. In the case where the drying treatment is performed a plurality of times, the second and subsequent drying temperatures are preferably 150 ° C. or more and 400 ° C. or less. By drying in this range, drying can be performed without the reduction reaction proceeding.
下記表２に、乾燥処理後の混合物における固形分中組成（質量部）の一例を示す。なお、成形物の組成としては、これに限定されるものではない。 Table 2 below shows an example of the composition (parts by mass) in the solid content of the mixture after the drying treatment. The composition of the molded product is not limited to this.
＜２−２．還元工程＞
［還元処理について］
還元工程Ｓ２は、得られた混合物を還元炉に装入して、混合物に還元処理を施してメタルとスラグとを含む還元物を得る工程である。還元工程Ｓ２における還元処理により、製錬反応（還元反応）が進行して、混合物中では、フェロニッケルメタル（以下、単に「メタル」という）と、フェロニッケルスラグ（以下、単に「スラグ」という）とが分かれて生成する。
<2-2. Reduction process>
[Reduction processing]
The reduction step S2 is a step of charging the obtained mixture into a reduction furnace and performing a reduction treatment on the mixture to obtain a reduced product containing metal and slag. By the reduction treatment in the reduction step S2, a smelting reaction (reduction reaction) proceeds, and in the mixture, ferronickel metal (hereinafter simply referred to as “metal”) and ferronickel slag (hereinafter simply referred to as “slag”). Is generated separately.
還元処理では、例えば１分程度のわずかな時間で、先ず還元反応の進みやすい混合物の表面近傍において混合物中のニッケル酸化鉱石及び鉄酸化物が還元されメタル化してフェロニッケルとなり、殻（シェル）を形成する。一方で、殻の中では、その殻の形成に伴ってスラグ成分が徐々に熔融して液相のスラグが生成する。これにより、混合物中では、メタルと、スラグとが分かれて生成する。 In the reduction treatment, the nickel oxide ore and iron oxide in the mixture are reduced and metallized to ferronickel in the vicinity of the surface of the mixture where the reduction reaction easily proceeds, for example, in a short period of time, for example, about 1 minute. Form. On the other hand, in the shell, the slag component is gradually melted with the formation of the shell, and slag in a liquid phase is generated. Thereby, the metal and the slag are separately generated in the mixture.
そして、処理時間が１０分程度経過すると、還元反応に関与しない余剰の炭素質還元剤がメタルに取り込まれて融点を低下させて、メタルも液相となる。 Then, when the treatment time elapses about 10 minutes, the excess carbonaceous reducing agent not involved in the reduction reaction is taken into the metal to lower the melting point, so that the metal also becomes a liquid phase.
還元処理における温度（還元温度）としては、特に限定されないが、１２００℃以上１４５０℃以下の範囲とすることが好ましく、１３００℃以上１４００℃以下の範囲とすることがより好ましい。このような温度範囲で還元することによって、均一に還元反応を生じさせることができ、品質のばらつきを抑制したフェロニッケルを生成させることができる。また、より好ましくは１３００℃以上１４００℃以下の範囲の還元温度で還元することで、比較的短時間で所望の還元反応を生じさせることができる。 The temperature (reduction temperature) in the reduction treatment is not particularly limited, but is preferably in the range of 1200 ° C to 1450 ° C, more preferably in the range of 1300 ° C to 1400 ° C. By performing reduction in such a temperature range, a reduction reaction can be uniformly generated, and ferronickel with reduced quality variation can be generated. More preferably, by performing the reduction at a reduction temperature in the range of 1300 ° C. or more and 1400 ° C. or less, a desired reduction reaction can be caused in a relatively short time.
還元処理における時間（処理時間）としては、還元炉の温度に応じて設定されるが、１０分以上であることが好ましく、１５分以上であることがより好ましい。 The time in the reduction treatment (treatment time) is set according to the temperature of the reduction furnace, but is preferably 10 minutes or more, and more preferably 15 minutes or more.
還元処理においては、上述した範囲の還元温度になるまでバーナー等により還元炉の内部温度を上昇させ、昇温後にその温度を維持してもよい。 In the reduction treatment, the internal temperature of the reduction furnace may be increased by a burner or the like until the reduction temperature falls within the above-described range, and the temperature may be maintained after the temperature increase.
なお、還元温度（℃）と還元時間（分）の数値を乗じた値を還元に要した熱量は、２００００（℃×分）以上４００００（℃×分）以下の範囲であることが好ましい。高品質なメタルを効率的に製造することができる。 In addition, it is preferable that the calorie required for the reduction by multiplying the value of the reduction temperature (° C.) by the numerical value of the reduction time (min) is in the range of 20,000 (° C. × min) to 40,000 (° C. × min) or less. High quality metal can be manufactured efficiently.
さて、従来の酸化鉱石の製錬方法では、例えば、還元炉の内部温度を上昇させるバーナー等の燃料が燃焼したときに発生する水分が還元炉内に水分が残存することがあり、還元処理によって発生する雰囲気気体中の水分が還元炉内に残存していると、還元処理により得られた還元物に含まれるメタルがその水分に起因して酸化されることがあった。 By the way, in the conventional smelting method for oxidized ore, for example, moisture generated when a fuel such as a burner that raises the internal temperature of the reduction furnace is burned may cause moisture to remain in the reduction furnace. If the moisture in the generated atmospheric gas remains in the reduction furnace, the metal contained in the reduced product obtained by the reduction treatment may be oxidized due to the moisture.
そこで、本実施の形態に係るニッケル酸化鉱石の製錬方法では、還元処理によって発生した雰囲気気体に含まれる水分を還元炉から外部へ排出することを特徴としている。これにより、還元炉内に残存する水分に起因して還元物に含まれるメタルが酸化されることを抑制することができ、高品質なメタルを製造することができる。 Therefore, the smelting method of nickel oxide ore according to the present embodiment is characterized in that the moisture contained in the atmospheric gas generated by the reduction treatment is discharged from the reduction furnace to the outside. Thereby, it is possible to suppress the metal contained in the reduced product from being oxidized due to the moisture remaining in the reduction furnace, and to manufacture a high-quality metal.
還元炉からの水分の排出は、還元工程Ｓ２における処理のいずれのタイミングで行ってもよく、特に制限されない。例えば、混合物に対して還元処理を施すのと同時に（還元処理を施しながら）その還元処理によって発生した雰囲気気体に含まれる水分を常時還元炉から排出することができる。または、混合物に対する還元処理後の還元炉内に還元物が保持されている状況下（還元物を還元炉から取り出す前）に雰囲気気体に含まれる水分を還元炉から排出することができる。または、還元処理により得られた還元物の取り出し後であって新たな混合物を還元炉に装入する前に雰囲気気体に含まれる水分を還元炉から排出することができる。 The discharge of moisture from the reduction furnace may be performed at any timing of the processing in the reduction step S2, and is not particularly limited. For example, simultaneously with performing the reduction process on the mixture (while performing the reduction process), the moisture contained in the atmospheric gas generated by the reduction process can be constantly discharged from the reduction furnace. Alternatively, the water contained in the atmospheric gas can be discharged from the reduction furnace in a state where the reduced matter is held in the reduction furnace after the reduction treatment of the mixture (before removing the reduced matter from the reduction furnace). Alternatively, the moisture contained in the atmospheric gas can be discharged from the reduction furnace after the reduction product obtained by the reduction treatment is taken out and before a new mixture is charged into the reduction furnace.
水分を還元炉から排出する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、還元処理によって発生した雰囲気気体に含まれる水分を液化させることによって排出する方法を挙げることができる。水分を液化させる方法としては、雰囲気気体を冷却することにより水分を液化する方法が挙げられる。より具体的には、還元炉の炉壁の一部を冷却板等で構成し、冷却板に雰囲気気体が接触するようにすることで、その冷却板に水分を水滴状態で付着生成させる。なお、雰囲気気体中の水分を液化させて排出する機構を有する還元炉の構成例については後で詳述する。 The method of discharging the water from the reduction furnace is not particularly limited, and for example, a method of discharging water by liquefying the water contained in the atmospheric gas generated by the reduction treatment can be mentioned. As a method of liquefying water, there is a method of liquefying water by cooling an atmospheric gas. More specifically, a part of the furnace wall of the reduction furnace is formed of a cooling plate or the like, and the atmospheric gas is brought into contact with the cooling plate so that water is attached to the cooling plate in a water droplet state. A configuration example of a reduction furnace having a mechanism for liquefying and discharging moisture in the atmospheric gas will be described later in detail.
還元炉内からの水分の排出は、例えば、雰囲気気体中に水分濃度が１．０％以下になるように行うことが好ましく、０．５％以下になるようにすることがより好ましい。水分を排出して還元炉内の水分濃度が１．０％以下の状態とすることで、還元物に含まれるメタルの酸化をより効果的に抑制することができる。 The discharge of the water from the reduction furnace is preferably performed, for example, so that the water concentration in the atmospheric gas is 1.0% or less, and more preferably 0.5% or less. By discharging the water to make the water concentration in the reduction furnace 1.0% or less, the oxidation of the metal contained in the reduced product can be more effectively suppressed.
［還元炉について］
図２は、還元処理に使用する還元炉の断面図であり、構成の一例を示すものである。還元炉１は、混合物ａに加熱還元処理を施すための本体部１０と、還元炉１内の雰囲気気体ｂに含まれる水分を液化する冷却部２０と、液化した水分を還元炉１から排出する排出部３０と、を備えている。
[About reduction furnace]
FIG. 2 is a cross-sectional view of a reduction furnace used for reduction processing, and shows an example of a configuration. The reduction furnace 1 includes a
（本体部）
本体部１０は、還元炉１内に装入された混合物に対して加熱還元処理を施す場となる。具体的に、本体部１０は、処理対象の混合物ａが載置される炉床１１と、炉壁１２と、を備える。本体部１０では、例えば１２００℃以上１４５０℃以下程度の温度（還元温度）に加熱され、炉床１１上に載置された混合物ａに対して所定の還元時間で加熱還元処理が施される。
(Main unit)
The
炉床１１は、還元温度に耐えるようにする観点から、耐火煉瓦で構成されることが好ましい。耐火煉瓦で構成されていることにより、混合物ａが炉床１１と反応してしまうことを防ぐことができ、熔着等を抑えることができる。なお、炉壁１２についても同様に、耐久性の観点から耐火煉瓦で構成されていることが好ましい。
The
また、炉床１１は、固定されたものであってもよく、移動炉床等の回転移動等するものであってもよい。例えば、移動炉床を備える還元炉であれば、連続的に還元反応を進行させ、一つの設備で反応を完結させることができる。
Further, the
また、炉床１１には、還元剤（以下、「炉床還元剤」ともいう）を敷き詰めて、その敷き詰められた炉床還元剤の上に混合物ａを載置するようにしてもよい。また、炉床１１には、酸化物を主成分とする床敷材を敷いてもよい。
Further, a reducing agent (hereinafter, also referred to as “hearth reducing agent”) may be spread on the
（冷却部）
冷却部２０は、還元炉１内に設けられており、還元炉１内の雰囲気気体ｂに含まれる水分を冷却する。具体的に、図２に例示する冷却部２０は、炉壁１２の一部を構成する冷却板により構成されており、雰囲気気体ｂよりも相対的に低い温度に保持されている。このような冷却部２０に雰囲気気体ｂが接触することで、その冷却部２０の冷却機能により冷却されて雰囲気気体ｂに含まれる水分が液化される。
(Cooling section)
The cooling
冷却部２０は、例えば、炉外側に冷却液体を流す冷却配管が付属されており、冷却配管内を冷却液体が循環することで炉内側にある冷却板が冷却されるように構成されている。なお、冷却部２０における冷却方法については冷却液体を流す方法に限られない。また、冷却液体を用いて冷却させる場合にも、その温度は雰囲気気体ｂの温度に応じて適宜設定することができる。
The cooling
なお、他の実施態様として、冷却部を、炉外に別途設けるよう構成してもよい。その場合、例えば冷却室等の構成として、還元炉と冷却室とを配管等を介して接続し、還元炉内の雰囲気気体を一旦冷却室に回収して冷却するようにしてもよい（図示せず）。このような態様であることにより、還元炉の内部温度の低下を防ぐことができ、エネルギーロスを抑えることができる。 In another embodiment, the cooling unit may be separately provided outside the furnace. In this case, for example, as a configuration of a cooling chamber or the like, the reduction furnace and the cooling chamber may be connected via a pipe or the like, and the atmospheric gas in the reduction furnace may be once collected in the cooling chamber and cooled. Zu). With such an embodiment, a reduction in the internal temperature of the reduction furnace can be prevented, and energy loss can be suppressed.
（排出部）
排出部３０は、冷却部２０の近傍に設けられ、冷却部２０による冷却によって生成した液体の水分を還元炉１から排出する。具体的には、排出部３０は、冷却部２０の所定の位置に接続された配管から構成されており、液化した水分をその配管口に集め、配管内において自然通液させることによって排出する。なお、水分が効率的に排出されるように溝等の誘導機構を設けてもよい。
(Discharge unit)
The
排出部３は、液化した水分を排出できるような構成であれば特に制限はされず、例えば上述したように所定の内径を有する配管により構成することができる。 The discharge unit 3 is not particularly limited as long as it can discharge liquefied water, and can be formed by, for example, a pipe having a predetermined inner diameter as described above.
＜２−３．分離工程＞
分離工程Ｓ３は、還元工程Ｓ２より得られた還元物からメタルとスラグを分離する工程である。具体的には、容器に充填させた状態の混合物に対する還元加熱処理によって得られた、メタル相とスラグ相とを含む混在物（混合物）からメタル相を分離して回収する。
<2-3. Separation process>
The separation step S3 is a step of separating metal and slag from the reduced product obtained in the reduction step S2. Specifically, the metal phase is separated and collected from a mixture (mixture) containing a metal phase and a slag phase, which is obtained by a reduction heat treatment of the mixture filled in the container.
固体として得られたメタル相とスラグ相との混在物からメタル相とスラグ相とを分離する方法としては、例えば、篩い分けによる不要物の除去に加えて、比重による分離や、磁力による分離等の方法を利用することができる。 As a method of separating the metal phase and the slag phase from the mixture of the metal phase and the slag phase obtained as a solid, for example, in addition to removing unnecessary substances by sieving, separation by specific gravity, separation by magnetic force, and the like Method can be used.
また、得られたメタル相とスラグ相は、濡れ性が悪いことから容易に分離することができ、還元工程Ｓ２における処理で得られた、大きな混在物に対して、例えば、所定の落差を設けて落下させる、あるいは篩い分けの際に所定の振動を与える等の衝撃を与えることで、その混在物からメタル相とスラグ相とを容易に分離することができる。 Further, the obtained metal phase and slag phase can be easily separated due to poor wettability, and for example, a predetermined head is provided for a large mixture obtained in the treatment in the reduction step S2. By applying an impact such as applying predetermined vibration during sieving, the metal phase and the slag phase can be easily separated from the mixture.
このようにしてメタル相とスラグ相とを分離することによって、メタルを回収する。 The metal is recovered by separating the metal phase and the slag phase in this way.
以下、本発明の実施例及び比較例を示してより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.
原料鉱石としてのニッケル酸化鉱石と、鉄鉱石と、フラックス成分である珪砂及び石灰石、バインダー、及び炭素質還元剤（石炭粉、炭素含有量：８５質量％、平均粒径：約２００μｍ）を、適量の水を添加しながら混合機を用いて混合して混合物を得た。炭素質還元剤（石炭粉）は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石に含まれる酸化ニッケルと酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）とを過不足なく還元するのに必要な量を１００質量％としたときに、試料に応じて２７．５質量％の割合となる量で含有させた。 Appropriate amounts of nickel oxide ore, iron ore, silica sand and limestone as flux components, binder, and carbonaceous reducing agent (coal powder, carbon content: 85% by mass, average particle size: about 200 μm) as raw material ores While adding water, mixing was performed using a mixer to obtain a mixture. The amount of the carbonaceous reducing agent (coal powder) required to reduce nickel oxide and iron oxide (Fe 2 O 3 ) contained in the nickel ore, which is the raw material ore, is 100 mass%. Was contained in an amount of 27.5% by mass depending on the sample.
次に、得られた混合物を、適宜水分を添加してパン型造粒機を使って直径１５±１．０ｍｍの球状の成型物（試料）を９（実施例１〜９、比較例１〜３）に分けた。 Next, the obtained mixture was appropriately added with water, and a spherical molded product (sample) having a diameter of 15 ± 1.0 mm was obtained using a pan-type granulator (Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 9). 3).
各試料は還元前に、固形分が７０重量％程度、水分が３０重量％程度となるように、１７０℃〜２５０℃の熱風を吹き付けることで乾燥処理を施した。下記表３に、乾燥処理後の試料の固形分組成（炭素を除く）を示す。 Each sample was subjected to a drying treatment by blowing hot air at 170 ° C. to 250 ° C. before reduction so that the solid content was about 70% by weight and the water content was about 30% by weight. Table 3 below shows the solid content composition (excluding carbon) of the sample after the drying treatment.
次に、製造した実施例１〜９、比較例１〜３の混合物（試料）還元炉の炉床に装入して、還元処理を施した。還元炉としては、図２に示したような冷却部と配管（排出部）とを備える還元炉を用いた。なおこのとき、予め還元炉の炉床に炉床保護剤（主成分はＳｉＯ２であり、その他の成分としてＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等の酸化物を少量含有する。）を敷き詰め、その上に混合物（試料）を置いた。 Next, the mixture (sample) of the manufactured Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3 was charged into a hearth of a reduction furnace, and subjected to a reduction treatment. As the reduction furnace, a reduction furnace having a cooling unit and a pipe (discharge unit) as shown in FIG. 2 was used. At this time, a hearth protecting agent (main component is SiO 2 and contains a small amount of oxides such as Al 2 O 3 and MgO as other components) is previously spread on the hearth of the reduction furnace, and is placed on the hearth protecting agent. The mixture (sample) was placed.
そして、下記表４に示すそれぞれの温度、時間で還元処理を施した。このとき、実施例１〜９の混合物（試料）については、還元炉の冷却部と排出部を用いて還元処理によって発生した水分を、還元処理を施しながら還元炉から排出した。比較例１〜３の混合物（試料）については、水分を還元炉から排出する操作を行うことなく、還元処理のみを施した。還元処理後は、窒素雰囲気中で速やかに室温まで冷却して、試料を大気中へ取り出した。 Then, reduction treatment was performed at each temperature and time shown in Table 4 below. At this time, with respect to the mixtures (samples) of Examples 1 to 9, water generated by the reduction treatment was discharged from the reduction furnace using the cooling part and the discharge part of the reduction furnace while performing the reduction treatment. For the mixtures (samples) of Comparative Examples 1 to 3, only the reduction treatment was performed without performing the operation of discharging water from the reduction furnace. After the reduction treatment, the sample was immediately cooled to room temperature in a nitrogen atmosphere, and the sample was taken out to the atmosphere.
冷却後の実施例１〜６及び比較例１〜３の試料を粉砕し、その後磁力選別によってメタルを回収した。 After cooling, the samples of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 were pulverized, and then the metal was recovered by magnetic separation.
還元加熱処理後の各試料について、ニッケルメタル化率、メタル中ニッケル含有率、メタル回収率を、ＩＣＰ発光分光分析器（ＳＨＩＭＡＺＵ Ｓ−８１００型）により分析して算出した。 For each sample after the reduction heat treatment, the nickel metallization rate, the nickel content rate in the metal, and the metal recovery rate were calculated by analyzing with an ICP emission spectrometer (SHIMAZU S-8100 type).
ニッケルメタル化率、メタル中のニッケル含有率、ニッケルメタルの回収率は、以下の式（１）、（２）、（３）により算出した。
ニッケルメタル化率＝メタル中のニッケルの質量÷（還元物中の全てのニッケルの質量）×１００（％） ・・・（１）式
メタル中ニッケル含有率＝メタル中のニッケルの質量÷（メタル中のニッケルと鉄の合計質量）×１００（％） ・・・（２）式
ニッケルメタル回収率＝回収されたニッケルの量÷（投入した鉱石の量×鉱石中のニッケル含有割合）×１００ ・・・・・（３）式
The nickel metal conversion rate, the nickel content rate in the metal, and the nickel metal recovery rate were calculated by the following equations (1), (2), and (3).
Nickel metalization rate = mass of nickel in metal メ タ ル (mass of all nickel in reduced product) × 100 (%) Formula (1) Nickel content in metal = mass of nickel in metal ÷ (metal (Total mass of nickel and iron in) × 100 (%) Formula (2) Nickel metal recovery rate = recovered nickel amount / (amount of ore input × nickel content ratio in ore) × 100 .... (3)
下記表４に、それぞれの試料における、ニッケルメタル化率、メタル中のニッケル含有率、ニッケルメタル回収率を示す。 Table 4 below shows the nickel metal conversion ratio, the nickel content in the metal, and the nickel metal recovery ratio for each sample.
表４の結果からわかるように、還元処理によって発生する水分を還元炉から排出した実施例１〜６では、比較例１〜３と比べてニッケルメタル化率、メタル中ニッケル含有率及びメタル回収率がいずれも高くなった。このことは、還元処理によって発生した水分を還元炉から排出したことで、還元物の酸化を抑制することができたためと考えられる。 As can be seen from the results in Table 4, in Examples 1 to 6 in which the water generated by the reduction treatment was discharged from the reduction furnace, the nickel metalization rate, the nickel content in the metal, and the metal recovery rate were higher than those in Comparative Examples 1 to 3. Were all higher. This is presumably because the water generated by the reduction treatment was discharged from the reduction furnace, whereby the oxidation of the reduced product could be suppressed.
１ 還元炉
１０ 本体部
１１ 炉床
１２ 炉壁
２０ 冷却部
３０ 排出部
ａ 混合物
ｂ 雰囲気気体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
得られた混合物を還元炉に装入し、還元処理を施してメタルとスラグとを含む還元物を得る還元工程と、を含み、
前記還元工程では、前記還元処理によって発生した雰囲気気体に含まれる水分を還元炉から排出する
酸化鉱石の製錬方法。 A mixing step of mixing the oxide ore and the carbonaceous reducing agent to obtain a mixture,
Charging the obtained mixture into a reduction furnace, performing a reduction process to obtain a reduced product containing metal and slag, and
In the reduction step, a method for smelting an oxide ore, wherein the water contained in the atmospheric gas generated by the reduction treatment is discharged from a reduction furnace.
請求項１に記載の酸化鉱石の製錬方法。 The smelting method of an oxide ore according to claim 1, wherein in the reduction step, the water is discharged from a reduction furnace by liquefying the water.
請求項１又は２に記載の酸化鉱石の製錬方法。 The smelting method of an oxide ore according to claim 1, wherein the obtained mixture is subjected to a drying treatment, and the dried mixture is subjected to the reduction step.
請求項１から３のいずれかに記載の酸化鉱石の製錬方法。 The smelting method for an oxide ore according to claim 1, wherein the oxide ore is a nickel oxide ore.
還元炉内の雰囲気気体に含まれる水分を液化する冷却部と、
液化した水分を該還元炉から排出する排出部と、
を備える還元炉。 A reduction furnace for performing a reduction treatment on a mixture containing an oxide ore to obtain a reduced product containing metal and slag,
A cooling unit for liquefying water contained in the atmospheric gas in the reduction furnace,
A discharge unit for discharging liquefied water from the reduction furnace,
A reduction furnace.
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