JP2023100574A - Filtration method of waste water, filtration machine, manufacturing method of ferronickel, and manufacturing facility of ferronickel - Google Patents

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Abstract

To reduce concentration of suspended substances in waste water discharged in a process of a wet process, and prevent a recovery rate of nickel from lowering by preventing loss of nickel contained in the suspended substances, in a dry-type smelting method for manufacturing ferronickel.SOLUTION: In a dry-type smelting method for manufacturing ferronickel by sequentially performing a drying step S1, a firing step S2 and a melting reduction step S3, a filtration method of waste water includes using ferronickel slag as a filter medium 44, separated and removed from ferronickel metal in the melting reduction step S3, in the filtration method of waste water containing suspended substances separated and recovered by wet process from an exhaust gas generated in the drying step S1 and/or the firing step S2 and containing dust derived from raw material ore 11.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、排水の濾過方法、及び、当該濾過方法を用いて行うフェロニッケルの製造方法、並びに、上記濾過方法に好適に用いることができる濾過機、及び、当該濾過機を備えるフェロニッケルの製造設備に関する。 The present invention provides a method for filtering waste water, a method for producing ferronickel by using the filtering method, a filter that can be suitably used in the above filtering method, and the production of ferronickel equipped with the filter. Regarding facilities.

鉄とニッケルの合金であるフェロニッケルの製造プロセスにおいては、ニッケルを含有するサポロライト鉱石等のニッケル酸化鉱石(以下、単に「鉱石」とも称する)を原料として使用し、この鉱石に対して乾燥工程、焼成工程、熔融還元工程等からなる一連の処理を施してフェロニッケルを製造する乾式製錬法が一般的に採用されている(特許文献1参照)。 In the process of producing ferronickel, which is an alloy of iron and nickel, a nickel oxide ore such as sapolorite ore containing nickel (hereinafter also simply referred to as "ore") is used as a raw material, and the ore is subjected to a drying process, Pyrometallurgical refining is generally employed in which ferronickel is produced by performing a series of treatments including a sintering process, a melting reduction process, and the like (see Patent Document 1).

上記の乾燥工程はロータリードライヤーを用いて行われるが、この工程においては乾燥処理に際して、鉱石等に由来するダストが発生する。このダストは、ロータリードライヤーからの排ガスと共に排出され、ロータリードライヤーに付帯して設置されている排ガス処理設備で回収される。そして、上記の排ガス処理設備で回収されたダストは発塵防止のために水の添加等により水分率を25質量%以上35質量%以下程度に調整した後に、原料鉱石と共に、乾燥工程を行うロータリードライヤーに再投入される。湿潤状態のダストは原料鉱石と共に乾燥処理が施され、付着水分を15質量%~25質量%程度にまで減らして乾燥させた鉱石(以下、「乾燥鉱石」と言う)と共に、焼成工程を行うロータリーキルンに装入される(図1、4参照)。 The drying process described above is performed using a rotary dryer, and in this process, dust derived from ore or the like is generated during the drying process. This dust is discharged together with the exhaust gas from the rotary dryer, and is recovered by the exhaust gas treatment facility attached to the rotary dryer. The dust collected by the above exhaust gas treatment equipment is adjusted to a moisture content of about 25% by mass or more and 35% by mass or less by adding water to prevent dust generation, and then dried together with the raw material ore. Reinserted in the dryer. The wet dust is subjected to drying treatment together with the raw ore, and the dried ore (hereinafter referred to as "dry ore") that has been dried by reducing the adhering water content to about 15% to 25% by mass is subjected to the firing process in a rotary kiln. (see FIGS. 1 and 4).

ところで、ロータリードライヤー出口から排出される、乾燥鉱石とダストとの混合物の水分率は、15質量%以上25質量%以下程度であり、原料鉱石と比較して発塵しやすい。そのためロータリードライヤー出口においてはダストを回収するための集塵設備として、湿式集塵機(図2参照)が用いられている。この湿式集塵機では、機内に導入された気流は、機内に供給される洗浄水に接触し、これにより、気流中の固形分(ダスト)が液中に補足されるため、上記気流は、ダストが除去された状態となって機外へと排出される。一方、液中に補足されたダストは、沈降する大きさのものは底部に設けられた底抜きバルブを介して機外へと排出される。そして、それ以外の沈降しない大きさのものはオーバーフローを介して機外へと排出されるが、その際、懸濁物質として洗浄水(排水)中に分散して排水を懸濁させるため、排水を系外に排出する前に、凝集剤を添加して懸濁物質を沈降分離させる、沈降分離処理が行われている。 By the way, the moisture content of the mixture of dry ore and dust discharged from the outlet of the rotary dryer is about 15% by mass or more and 25% by mass or less, and dust is easily generated compared to the raw material ore. Therefore, a wet dust collector (see FIG. 2) is used as a dust collector for collecting dust at the outlet of the rotary dryer. In this wet dust collector, the airflow introduced into the machine comes into contact with the cleaning water supplied into the machine, and solids (dust) in the airflow are trapped in the liquid. It is discharged out of the machine in the removed state. On the other hand, the dust trapped in the liquid is discharged out of the machine through a bottom vent valve provided at the bottom if it is of a size that will settle. Anything other than that that does not settle out is discharged out of the machine via the overflow. Before discharging out of the system, a sedimentation separation treatment is performed in which a flocculant is added to sediment the suspended matter.

さて、上記の湿式集塵機を用いる操業においては、操業の変動や、原料の変動によって、気流中に含まれるダストが突発的に増加することがあった。この場合、湿式集塵機から排出される排水中の懸濁物質の濃度も突発的に増加して沈降分離処理が不十分となり、懸濁物質が系外に排出されてしまう場合があった。排出される懸濁物質にはニッケルも含有されているため、ニッケル回収率が低下してしまうことも問題となっていた。 Now, in the operation using the wet dust collector, the amount of dust contained in the airflow may suddenly increase due to fluctuations in operation and raw materials. In this case, the concentration of suspended solids in the wastewater discharged from the wet dust collector suddenly increases, resulting in insufficient sedimentation and separation, and sometimes the suspended solids are discharged out of the system. Since nickel is also contained in the discharged suspended solids, there has been a problem that the nickel recovery rate is lowered.

特開2014-206344号公報JP 2014-206344 A

本発明は、フェロニッケルを製造する乾式製錬法において、湿式処理の過程で排出される排水中の懸濁物質の濃度を低減すると共に、懸濁物質に含まれるニッケルの損失を防いで、ニッケルの回収率の低下を防ぐことを目的とする。 The present invention reduces the concentration of suspended solids in wastewater discharged during wet processing in a pyrometallurgical process for producing ferronickel, and prevents nickel contained in the suspended solids from being lost. The purpose is to prevent a decrease in the recovery rate of

本発明者らは、フェロニッケルを製造する乾式製錬法において、湿式処理の過程で排出される懸濁物質を含む排水の濾過を、ニッケル酸化鉱石を製錬して得られるフェロニッケルスラグを濾過材として用いて行うことにより、上記課題を解決し得ることに想到し、本発明を完成するに至った。 In the pyrometallurgical method for producing ferronickel, the present inventors have found that the ferronickel slag obtained by smelting nickel oxide ore is filtered by filtering the wastewater containing suspended solids discharged during the wet treatment. The inventors have conceived that the above problems can be solved by using the material as a material, and have completed the present invention.

(1) 乾燥工程と焼成工程と熔融還元工程とを順次行うことによってフェロニッケルを製造する乾式製錬法において、前記乾燥工程及び/又は焼成工程で発生し、原料鉱石由来のダストを含有する排ガスから、湿式処理によって分離回収される懸濁物質を含有する排水の濾過方法であって、前記排水の濾過を行う濾過材として、前記熔融還元工程において、フェロニッケルメタルから分離除去されたフェロニッケルスラグを用いる、
排水の濾過方法。
(1) In a pyrometallurgical refining method in which ferronickel is produced by sequentially performing a drying process, a firing process, and a melting reduction process, an exhaust gas generated in the drying process and/or the firing process and containing dust derived from raw ore. A method for filtering waste water containing suspended solids separated and recovered by wet treatment, wherein ferronickel slag separated and removed from ferronickel metal in the melting reduction step is used as a filtering material for filtering the waste water. using
Wastewater filtration method.

(1)の排水の濾過方法によれば、フェロニッケルを製造する乾式製錬法において、湿式処理の過程で排出される排水中の懸濁物質の濃度を低減すると共に、懸濁物質に含まれるニッケルの損失を防いで、ニッケルの回収率の低下を防ぐことができる。 According to the wastewater filtration method of (1), in the pyrometallurgical method for producing ferronickel, the concentration of suspended solids in the wastewater discharged during the wet treatment is reduced, and the suspended solids contained in the wastewater are reduced. Preventing loss of nickel can prevent a decrease in nickel recovery.

(2) 前記排ガスが、前記乾燥工程を経て乾燥された乾燥鉱石を排出するときに発生する原料鉱石由来のダストを含有する排ガスである、(1)に記載の排水の濾過方法。 (2) The method for filtering wastewater according to (1), wherein the exhaust gas is exhaust gas containing dust derived from raw material ore generated when the dried ore dried through the drying step is discharged.

(2)の排水の濾過方法によっても、(1)に記載の排水の濾過方法と同様に上記の湿式処理の過程で排出される排水中の懸濁物質の濃度を低減すると共に、懸濁物質に含まれるニッケルの損失を防いで、フェロニッケルを製造する乾式製錬法におけるニッケルの回収率の低下を防ぐことができる。ここで、フェロニッケルを製造する乾式製錬法において上記の乾燥工程を行うロータリードライヤー等の出口から排出されるダストを含む排ガスは、その排出温度が比較的低いうえ、水蒸気を含むものである。このため、集塵設備として乾式集塵機を用いて集塵を行った場合には、例えば、濾布が濡れてしまうことによる目詰まり等に起因して、除塵能力が低下してしまうといった不都合が生じてしまう懸念がある。従って、このようなロータリードライヤー等の出口から排出されるダストを回収するためには、湿式集塵機を用いることが好ましく、これにより、上記の不都合を確実に回避することができる。又、更には、(2)に記載の排水の濾過方法を、このように湿式処理による集塵が必要となる製造プロセスに適用することによって、当該プロセスにおけるニッケルの回収率を従来よりも高い水準に維持することができる。 The wastewater filtration method of (2) also reduces the concentration of suspended solids in the wastewater discharged in the course of the above-mentioned wet treatment in the same manner as the wastewater filtration method described in (1). It is possible to prevent the loss of nickel contained in the ferronickel and prevent the decrease in nickel recovery in the pyrometallurgical process for producing ferronickel. Here, in the pyrometallurgical method for producing ferronickel, the exhaust gas containing dust discharged from the outlet of the rotary dryer or the like that performs the drying process described above has a relatively low discharge temperature and contains water vapor. For this reason, when dust is collected using a dry dust collector as the dust collecting equipment, for example, the filter cloth becomes wet, resulting in clogging or the like, which causes inconvenience such as a decrease in the dust removing ability. There is a concern that Therefore, it is preferable to use a wet dust collector in order to collect the dust discharged from the outlet of such a rotary dryer or the like, thereby reliably avoiding the above inconvenience. Furthermore, by applying the waste water filtration method described in (2) to a manufacturing process that requires dust collection by wet treatment, the recovery rate of nickel in the process can be improved to a higher level than before. can be maintained.

(3) 前記フェロニッケルスラグの粗粒率が、2.6以上3.2以下である、(1)又は(2)に記載の排水の濾過方法。 (3) The method for filtering wastewater according to (1) or (2), wherein the ferronickel slag has a coarse particle rate of 2.6 or more and 3.2 or less.

(3)の排水の濾過方法によれば、(1)の排水の濾過方法において、湿式処理の過程で排出される排水からの懸濁物質及びニッケルの回収率を更に向上させることができる。 According to the waste water filtration method (3), in the waste water filtration method (1), the recovery rate of suspended solids and nickel from the waste water discharged during the wet treatment can be further improved.

(4) 前記濾過を行う前に、前記排水に沈降処理を施す、(1)又は(2)に記載の排水の濾過方法。 (4) The method for filtering wastewater according to (1) or (2), wherein the wastewater is subjected to sedimentation treatment before the filtration.

(4)の排水の濾過方法によれば、(1)又は(2)の排水の濾過方法の実施において、濾過材の寿命を延ばすことができ、更に、湿式処理の過程で排出される排水中の懸濁物質の濃度を低下させることができる。 According to the waste water filtration method of (4), in the implementation of the waste water filtration method of (1) or (2), the life of the filter material can be extended, and furthermore, in the waste water discharged in the process of wet treatment can reduce the concentration of suspended solids.

(5) 前記濾過を行う前に、前記排水に沈降処理を施す、(3)に記載の排水の濾過方法。 (5) The method for filtering wastewater according to (3), wherein the wastewater is subjected to sedimentation treatment before the filtration.

(5)の排水の濾過方法によれば、(3)の排水の濾過方法の実施において、濾過材の寿命を延ばすことができ、更に、湿式処理の過程で排出される排水中の懸濁物質の濃度をより顕著に低下させることができる。 According to the waste water filtration method of (5), in the implementation of the waste water filtration method of (3), the life of the filter material can be extended, and suspended solids in the waste water discharged during the wet treatment concentration can be reduced more significantly.

(6) 前記乾燥工程と前記焼成工程と前記熔融還元工程とを順次行うことによってフェロニッケルを製造する乾式製錬法であって、(1)又は(2)に記載の排水の濾過方法によって、前記排水の濾過処理を行った後の前記濾過材を、前記乾燥工程に再投入する、フェロニッケルの製造方法。 (6) A pyrometallurgical method for producing ferronickel by sequentially performing the drying step, the firing step, and the melting reduction step, wherein the waste water filtering method according to (1) or (2) A method for producing ferronickel, wherein the filter material after filtering the waste water is re-introduced into the drying process.

(6)のフェロニッケルの製造方法によれば、フェロニッケルを製造する乾式製錬法において、(1)又は(2)に記載の排水の濾過方法によって回収した、ニッケルを含有する懸濁物質を、フェロニッケルスラグからなる濾過材と共に、容易に系内に回収することができる。これにより、排水中の懸濁物質に含まれるニッケルの損失を防ぎ、実施容易な回収作業のみによって、ニッケルの回収率の低下を防ぐことができる。 According to the method for producing ferronickel in (6), in the pyrometallurgical method for producing ferronickel, suspended matter containing nickel recovered by the method for filtering wastewater described in (1) or (2) is , can be easily recovered into the system together with a filtering material made of ferronickel slag. As a result, loss of nickel contained in suspended solids in the waste water can be prevented, and reduction in nickel recovery rate can be prevented only by an easy-to-implement recovery operation.

(7) 乾燥工程と焼成工程と熔融還元工程とを順次行うことによってフェロニッケルを製造する乾式製錬法において、前記乾燥工程及び/又は焼成工程で発生し、原料鉱石由来のダストを含有する排ガスから、湿式処理によって分離回収される懸濁物質を含有する排水を濾過する、濾過機であって、内部に濾過材が充填された筐体からなり、前記濾過材として、前記熔融還元工程において、フェロニッケルメタルから分離除去されたフェロニッケルスラグが用いられている、濾過機。 (7) In a pyrometallurgical method for producing ferronickel by sequentially performing a drying step, a firing step, and a melting reduction step, exhaust gas generated in the drying step and/or the firing step and containing dust derived from raw ore. A filtering machine for filtering wastewater containing suspended solids separated and recovered by wet treatment from wastewater, comprising a housing filled with a filtering material, wherein the filtering material is used in the melting reduction step, A filter using ferronickel slag separated and removed from ferronickel metal.

(7)の濾過機によれば、フェロニッケルを製造する乾式製錬法において、これを用いることにより、湿式処理の過程で排出される排水中の懸濁物質の濃度を低減すると共に、懸濁物質に含まれるニッケルの損失を防いで、ニッケルの回収率の低下を防ぐことができる。 According to the filter of (7), in the pyrometallurgical method for producing ferronickel, by using it, the concentration of suspended solids in the wastewater discharged in the process of wet processing is reduced, and the suspended solids It is possible to prevent the loss of nickel contained in the substance and prevent the decrease in nickel recovery rate.

(8) 前記乾燥工程を行うロータリードライヤーと前記焼成工程を行うロータリーキルンと前記熔融還元工程を行う還元炉と、前記乾燥工程から排出される排ガスから原料鉱石由来のダストを湿式処理によって回収する排ガス処理工程を行う湿式集塵機と、(7)に記載の濾過機と、を備える、フェロニッケルの製造設備。 (8) A rotary dryer for performing the drying process, a rotary kiln for performing the firing process, a reducing furnace for performing the melting reduction process, and an exhaust gas treatment for recovering raw ore-derived dust from the exhaust gas discharged from the drying process by a wet process. A ferronickel production facility comprising a wet dust collector for performing a process and the filter according to (7).

(8)のフェロニッケルの製造設備によれば、乾式製錬法によるフェロニッケルの製造において、湿式処理の過程で排出される排水中の懸濁物質の濃度を低減すると共に、懸濁物質に含まれるニッケルの損失を防いで、ニッケルの回収率の低下を防ぐことができる。 According to the ferronickel production facility in (8), in the production of ferronickel by the pyrometallurgical method, the concentration of suspended solids in the wastewater discharged during the wet treatment process is reduced, and the suspended solids contained in the It is possible to prevent the loss of nickel to be discharged and prevent the decrease of the nickel recovery rate.

本発明によれば、フェロニッケルを製造する乾式製錬法において、湿式処理の過程で排出される排水中の懸濁物質の濃度を低減すると共に、懸濁物質に含まれるニッケルの損失を防いで、ニッケルの回収率の低下を防ぐことができる。 According to the present invention, in a pyrometallurgical process for producing ferronickel, the concentration of suspended solids in wastewater discharged during the wet treatment process is reduced, and nickel contained in the suspended solids is prevented from being lost. , can prevent a decrease in nickel recovery.

フェロニッケルを製造する乾式製錬法において、乾燥工程、焼成工程を行うロータリードライヤー及びロータリーキルンの構成と配置の一例模式的に示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the configuration and arrangement of a rotary dryer and a rotary kiln for performing a drying step and a firing step in a pyrometallurgical method for producing ferronickel. フェロニッケルを製造する乾式製錬法において、排ガス処理工程を行う湿式集塵機の内部構造の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of the internal structure of a wet dust collector that performs an exhaust gas treatment process in a pyrometallurgical method for producing ferronickel. FIG. 本発明の排水の濾過方法に用いることができる濾過機の構成の一例を模式的に示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows typically an example of a structure of the filter which can be used for the filtration method of the waste water of this invention. 本発明のフェロニッケルの製造方法のフローの一例を示す工程図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is process drawing which shows an example of the flow of the manufacturing method of the ferronickel of this invention.

以下、本発明の実施形態について説明する。但し、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to the embodiments described below.

<フェロニッケルの製造方法>
フェロニッケルは、鉄とニッケルの合金であり、ステンレス鋼及び特殊鋼の原料として使用されている。フェロニッケルの一般的な製造方法としては、ニッケル酸化鉱石を原料とした乾式製錬法が挙げられる。本発明の「フェロニッケルの製造方法」は、この乾式製錬法によるフェロニッケルの製造を行う方法として好適な製造方法である。
<Method for producing ferronickel>
Ferronickel is an alloy of iron and nickel and is used as a raw material for stainless steel and special steel. As a general method for producing ferronickel, there is a pyrometallurgical method using nickel oxide ore as a raw material. The "ferronickel production method" of the present invention is a suitable production method for producing ferronickel by the pyrometallurgical method.

乾式製錬法によるフェロニッケルの製造方法は、図4に示す通り、ニッケル酸化鉱石等を原料鉱石11として投入し、乾燥工程S1、焼成工程S2、及び、熔融還元工程S3を順次行うことによって、フェロニッケルを得る製造方法である。又、乾式製錬法によるフェロニッケルの製造方法においては、熔融還元工程S3において得られる粗フェロニッケル(以下、単に「メタル」とも言う)は、精製工程において硫黄等の不純物が除去されフェロニッケル製品となる。一方で、この工程で分離除去されるフェロニッケルスラグ(以下、単に「スラグ」とも言う)は、高圧水による水砕処理が行われた後、鉄鋼の造滓材、コンクリート用細骨材、土木工事用資材等として利用されている(図4参照)。 In the method of producing ferronickel by pyrometallurgy, as shown in FIG. 4, a nickel oxide ore or the like is introduced as raw material ore 11, and a drying step S1, a firing step S2, and a melting reduction step S3 are successively performed. It is a production method for obtaining ferronickel. In the ferronickel production method by the pyrometallurgical method, crude ferronickel (hereinafter also simply referred to as "metal") obtained in the smelting reduction step S3 is removed of impurities such as sulfur in the refining step to produce a ferronickel product. becomes. On the other hand, the ferronickel slag (hereinafter simply referred to as "slag") separated and removed in this process is subjected to water granulation treatment with high-pressure water, and then used as slag forming material for steel, fine aggregate for concrete, and civil engineering. It is used as a construction material (see Fig. 4).

本発明の「フェロニッケルの製造方法」は、広義においては、上記の乾式製錬法において、乾燥工程S1及び/又は焼成工程S2で発生する排ガスから、原料鉱石11由来のダストを回収する排ガス処理工程S5において、当該ダストを懸濁物質として含有する排水の濾過処理を、本発明による独自の「排水の濾過方法」を用いて行うようにしたことを主たる特徴とする製造方法である。 In a broad sense, the "method for producing ferronickel" of the present invention is an exhaust gas treatment for recovering dust derived from the raw material ore 11 from the exhaust gas generated in the drying step S1 and/or the firing step S2 in the above-described pyrometallurgical method. The manufacturing method is mainly characterized in that in step S5, the waste water containing the dust as suspended matter is filtered using the unique "waste water filtration method" according to the present invention.

又、本発明の「フェロニッケルの製造方法」は、より好ましい実施態様として、上記の乾式製錬法において、乾燥工程S1を経て乾燥された乾燥鉱石を排出するときに発生する排ガスから、原料鉱石11由来のダストを回収する排ガス処理工程S5において、当該ダストを懸濁物質として含有する排水の濾過処理を、本発明による独自の「排水の濾過方法」を用いて行うようにしたことを主たる特徴とする製造方法として実施することができる。 Further, as a more preferred embodiment of the "ferronickel production method" of the present invention, raw material ore The main feature is that in the exhaust gas treatment step S5 for recovering the dust derived from 11, the filtration treatment of the wastewater containing the dust as a suspended substance is performed using the unique "effluent filtration method" according to the present invention. It can be implemented as a manufacturing method.

本発明の「フェロニッケルの製造方法」における特徴的な部分プロセスである上記の「排水の濾過方法」は、上記何れの実施態様においても、湿式処理の過程で排出され、原料鉱石11由来のダストを懸濁物質として含有する排水を濾過する処理である。そして、この「排水の濾過方法」は、熔融還元工程S3において分離除去されたフェロニッケルスラグを、上記の排水の濾過処理を行うための「濾過材」として用いることを特徴とする濾過方法である。以下においては、先ず、本発明の「フェロニッケルの製造方法」の各工程の詳細について説明し、本発明独自の「排水の濾過方法」の詳細については別途後述する。 In any of the above-described embodiments, the above-mentioned "effluent filtration method", which is a characteristic partial process in the "ferronickel production method" of the present invention, is discharged during the wet treatment process, and the dust derived from the raw ore 11 is a process of filtering wastewater containing as suspended solids. This "filtering method for wastewater" is characterized in that the ferronickel slag separated and removed in the melting reduction step S3 is used as a "filtering material" for filtering the above-described wastewater. . In the following, first, the details of each step of the "method for producing ferronickel" of the present invention will be described, and the details of the "method for filtering waste water" unique to the present invention will be separately described later.

[乾燥工程]
乾燥工程S1は、原料鉱石(ニッケル酸化鉱石)11に乾燥処理を施し、鉱石中に含まれる付着水分が15質量%以上25質量%以下程度にまで減少するように乾燥させた乾燥鉱石12を得る工程である。乾燥工程S1は、図1に示すように、原料鉱石11を予備乾燥させる予備乾燥用のロータリーキルンであるロータリードライヤー1を用いて行われる。本明細書においては、乾燥工程S1に用いる乾燥用のロータリーキルンを「ロータリードライヤー」と称し、引き続き行われる焼成工程S2を行う焼成還元用のロータリーキルンのことを単に「ロータリーキルン」と称して、本発明に係る各方法及び各設備の説明を行う。
[Drying process]
In the drying step S1, a raw material ore (nickel oxide ore) 11 is subjected to a drying treatment to obtain a dried ore 12 that is dried such that the attached water contained in the ore is reduced to approximately 15% by mass or more and 25% by mass or less. It is a process. The drying step S1, as shown in FIG. 1, is performed using a rotary dryer 1, which is a rotary kiln for pre-drying for pre-drying the raw material ore 11. As shown in FIG. In this specification, the rotary kiln for drying used in the drying step S1 is referred to as "rotary dryer", and the rotary kiln for firing reduction in which the subsequent firing step S2 is performed is simply referred to as "rotary kiln". Each method and each equipment concerned will be explained.

尚、乾燥工程S1では、原料鉱石として用いる複数種のニッケル酸化鉱石の調合比率を、熔融還元工程S3で得られるスラグの組成が、CaO:1.0%以下、MgO:40.0%以下、SiO:55.0%以下、S:0.5%以下、Fe:10.0%以下となるように調整して、配合することが好ましい。このような組成を有するスラグは、原料鉱石中の酸化鉄の大部分と、二酸化ケイ素、及び酸化マグネシウムを含み、化学的に安定したガラス質のスラグであって、含有元素の溶出がないこと等、環境面で優れた特性を有する。又、上記スラグは、酸化マグネシウムを多く含むことから、比重が大きく、しかも硬い。このため、鉄鋼の焼結工程における成分調整用マグネシア熔剤や、コンクリート用細骨材、土木工事用資材、ボイラーの流動床資材等として利用し易い点においても好ましい。 In addition, in the drying step S1, the mixing ratio of multiple types of nickel oxide ores used as raw material ores is such that the composition of the slag obtained in the melting reduction step S3 is CaO: 1.0% or less, MgO: 40.0% or less, SiO 2 : 55.0% or less, S: 0.5% or less, and Fe: 10.0% or less are preferably adjusted and blended. The slag having such a composition contains most of the iron oxide in the raw material ore, silicon dioxide, and magnesium oxide, is a chemically stable vitreous slag, and has no elution of contained elements. , has excellent environmental properties. Moreover, since the slag contains a large amount of magnesium oxide, it has a high specific gravity and is hard. For this reason, it is also preferable in that it can be easily used as a magnesia flux for component adjustment in the sintering process of steel, fine aggregate for concrete, civil engineering materials, fluidized bed materials for boilers, and the like.

本発明の乾燥工程S1を行うロータリードライヤー1には、上記の原料鉱石11と共に、乾燥工程S1において発生する排ガスから分離回収した原料鉱石11由来のダストを再投入する。これにより、懸濁物質と共に系外に排出されることによるニッケルの損失を抑えて、ニッケルの回収率の低下を防ぐことができる。 Into the rotary dryer 1 for performing the drying step S1 of the present invention, dust derived from the raw ore 11 separated and recovered from the exhaust gas generated in the drying step S1 is recharged together with the raw ore 11 described above. As a result, loss of nickel due to being discharged outside the system together with suspended solids can be suppressed, and a decrease in nickel recovery rate can be prevented.

[焼成工程]
焼成工程S2は、乾燥工程S1で得た乾燥鉱石12を、炭素質還元剤(石炭)、及び、必要に応じて添加される熔剤と共に、800℃以上1000℃以下程度の温度にまで加熱する処理により、乾燥鉱石12に残留している付着水及び結晶水を完全に除去(乾燥)すると共に、乾燥鉱石12の一部を還元し、乾燥及び部分還元された焼鉱13を得る工程である。焼成工程S2は、図1に示すように、乾燥鉱石12の焼成及び部分還元を行う焼成還元用のロータリーキルン2を用いて行われる。
[Baking process]
In the firing step S2, the dry ore 12 obtained in the drying step S1 is heated to a temperature of about 800° C. or higher and 1000° C. or lower together with a carbonaceous reducing agent (coal) and a melting agent added as necessary. It is a step of completely removing (drying) the adhering water and water of crystallization remaining in the dried ore 12 by treatment, and reducing a part of the dried ore 12 to obtain dried and partially reduced calcined ore 13. . As shown in FIG. 1, the sintering step S2 is performed using a rotary kiln 2 for sintering reduction that performs sintering and partial reduction of the dry ore 12 .

又、上述した通り、焼成工程S2においてロータリーキルン2から発生する排ガスについても、これに含まれる原料鉱石11由来のダストを分離回収して、乾燥工程S1に再投入することにより、ニッケルの損失を抑えて、ニッケルの回収率の低下を防ぐことができる。この工程で回収したダストも上記同様に、水分を添加して湿潤状態とした後に、ロータリードライヤー1に装入することが好ましい。 Further, as described above, in the exhaust gas generated from the rotary kiln 2 in the firing step S2, the dust derived from the raw material ore 11 contained in the exhaust gas is separated and recovered, and the nickel loss is suppressed by re-injecting it into the drying step S1. Therefore, it is possible to prevent a decrease in nickel recovery rate. It is preferable that the dust collected in this step is charged into the rotary dryer 1 after being moistened by adding water in the same manner as described above.

[熔融還元工程]
熔融還元工程S3は、焼成工程S2で結晶水分の分解(焼成)と部分的な還元処理が行われた鉱石である焼鉱13を、還元熔解手段として機能する電気炉や熔鉱炉等の還元炉(図示せず)に投入して還元熔解することにより、粗フェロニッケル(メタル)とフェロニッケルスラグ(スラグ)とを形成する工程である。還元炉にて産出される粗フェロニッケルは、鉄を主成分とし、炭素質還元剤の設定量に応じて16重量%以上25重量%以下の品位のニッケルを含むと共に、原料、還元剤、燃料に由来する硫黄等の多くの不純物を含んでいる。この粗フェロニッケルは、製品スペックにより脱硫処理を必要とする場合には脱硫工程に移され、取鍋(レードル)等を用いた機械式撹拌装置又は電気誘導式撹拌装置による脱硫処理が行われて硫黄等の不純物が除去されフェロニッケル製品となる。
[Melting Reduction Step]
In the melting reduction step S3, the calcined ore 13, which is the ore on which the crystal water is decomposed (calcined) and the partial reduction treatment is performed in the baking step S2, is reduced in an electric furnace, a blast furnace, or the like functioning as a reduction melting means. This is a step of forming crude ferronickel (metal) and ferronickel slag (slag) by putting them into a furnace (not shown) and reducing and melting them. The crude ferronickel produced in the reducing furnace is mainly composed of iron and contains nickel of a grade of 16% by weight or more and 25% by weight or less according to the set amount of the carbonaceous reducing agent, and also contains raw materials, reducing agents, and fuel. contains many impurities such as sulfur derived from This crude ferronickel is transferred to the desulfurization process when desulfurization treatment is required due to product specifications, and desulfurization treatment is performed using a mechanical stirring device using a ladle or the like or an electric induction stirring device. Impurities such as sulfur are removed to produce a ferronickel product.

又、熔融還元工程S3においては、スラグの温度が1500℃以上1650℃以下となるように還元炉の加熱温度を調整することが好ましい。これにより、熔融還元工程S3において、粘性の低い、即ち、粘性率が50ポアズ以下となるスラグを得ることができる。 Moreover, in the melting reduction step S3, it is preferable to adjust the heating temperature of the reduction furnace so that the temperature of the slag is 1500° C. or more and 1650° C. or less. As a result, in the melting reduction step S3, slag having a low viscosity, that is, a viscosity coefficient of 50 poise or less can be obtained.

[水砕処理工程]
水砕処理工程S4は、熔融還元工程S3を行う還元炉から排出される約1500℃の熔融スラグを、水砕機構の水砕樋に投入して水砕樋内を流れる大量の水と接触させることにより100℃以下まで急冷して、細かい粒子に砕かれた水砕スラグを得る工程である。このようにして得られる水砕スラグは、従来、鉄鋼の造滓材、コンクリート用細骨材、土木工事用資材等として再利用されている。本発明の「フェロニッケルの製造方法」においては、この水砕スラグの一部を、原料鉱石11由来のダストを懸濁物質として含有する排水を濾過するための濾過材として利用することによってニッケルの損失を防ぎ、回収されたニッケルを含む懸濁物質を濾過材ごと系内に再投入することによって、従来回収が困難であった懸濁物質中のニッケルを系内に回収する。
[Water granulation process]
In the water granulation treatment step S4, the molten slag discharged from the reduction furnace in which the melting reduction step S3 is performed is put into the water granulation trough of the water granulation mechanism and brought into contact with a large amount of water flowing through the water granulation trough. This is a step of rapidly cooling to 100° C. or less to obtain water granulated slag crushed into fine particles. The water granulated slag obtained in this way has conventionally been reused as a slag forming material for steel, a fine aggregate for concrete, a material for civil engineering work, and the like. In the "process for producing ferronickel" of the present invention, a part of this water granulated slag is used as a filter medium for filtering wastewater containing dust derived from raw ore 11 as suspended matter, thereby removing nickel. By preventing the loss and reinjecting the recovered nickel-containing suspended matter together with the filtering material into the system, the nickel in the suspended matter, which has been difficult to recover in the past, is recovered in the system.

[排ガス処理工程]
排ガス処理工程S5は、乾燥工程S1を行うロータリードライヤー1、及び/又は、焼成工程S2を行うロータリーキルン2から発生する排ガスから、当該排ガス中に含有されている原料鉱石11由来のダストを回収する工程である。
[Exhaust gas treatment process]
The exhaust gas treatment step S5 is a step of recovering dust derived from the raw material ore 11 contained in the exhaust gas from the exhaust gas generated from the rotary dryer 1 performing the drying step S1 and/or the rotary kiln 2 performing the firing step S2. is.

又、排ガス処理工程S5は、より好ましい実施態様として、乾燥工程S1を行うロータリードライヤー1から乾燥鉱石を排出するときに発生する原料鉱石由来のダストを含有する排ガスから、当該排ガス中に含有されている原料鉱石11由来のダストを回収する工程として実施することができる。 Further, in the exhaust gas treatment step S5, as a more preferred embodiment, from the exhaust gas containing the dust derived from the raw ore generated when the dry ore is discharged from the rotary dryer 1 that performs the drying step S1, the dust contained in the exhaust gas is removed. It can be implemented as a step of recovering the dust derived from the raw material ore 11.

(排水の濾過方法)
ここで、ロータリードライヤー1の出口から排出される、乾燥鉱石12とダストとの混合物の水分率は、15質量%以上25質量%以下程度であり、原料鉱石11と比較して発塵しやすい。そのため原料鉱石11由来のダストを含有する排ガスを処理する排ガス処理工程S5は、湿式集塵機3(図2参照)を用いた湿式処理によって行われる。そして、この湿式処理によって排ガスから分離されたダストを含む洗浄後液である排水は、本発明の「排水の濾過方法」によって濾過処理が施される。又、この「排水の濾過方法」は、本発明の「濾過機」を用いて行われる。
(Filtration method of waste water)
Here, the moisture content of the mixture of dry ore 12 and dust discharged from the outlet of rotary dryer 1 is about 15% by mass or more and 25% by mass or less, and dust is easily generated compared to raw material ore 11 . Therefore, the exhaust gas treatment step S5 for treating the exhaust gas containing dust derived from the raw material ore 11 is performed by wet treatment using the wet dust collector 3 (see FIG. 2). Then, the waste water, which is the post-cleaning liquid containing dust separated from the exhaust gas by this wet treatment, is filtered by the "method for filtering waste water" of the present invention. Further, this "method for filtering waste water" is carried out using the "filter" of the present invention.

(湿式集塵機)
排ガス処理工程S5において用いられる湿式集塵機3は、図2に示すように、給水口34から供給される洗浄水を下部に貯留してガス入口32から導入される排ガスをダストの分離後に上部から排出する胴体部31、排ガスを洗浄水と共に内部に導入する気液導入部33、導入された排ガスの気流の流速を加速するためのスロート部35、加速された気流によって下方から洗浄水を巻き上げ、混合物と洗浄水との気液混合によって混合物を洗浄水中に分離するスクラビング部36、ダストが分離除去された排ガスを排出するガス出口37、胴体部31の底部に設けられており、比重分離によって沈降した洗浄水中のダスト等の混合物を底抜きするアンダーフロー排出口38、及び、胴体部31の側面に設けられており、ダスト等を含む洗浄水のオーバーフロー液を排出するオーバーフロー排出口39を備える。
(wet dust collector)
As shown in FIG. 2, the wet dust collector 3 used in the exhaust gas treatment step S5 stores cleaning water supplied from the water supply port 34 in the lower part and discharges the exhaust gas introduced from the gas inlet 32 from the upper part after separating the dust. a gas-liquid introduction part 33 for introducing the exhaust gas together with the cleaning water; a throat part 35 for accelerating the flow velocity of the introduced exhaust gas; A scrubbing part 36 for separating the mixture into the washing water by gas-liquid mixing of the dust and the washing water, a gas outlet 37 for discharging the exhaust gas from which the dust has been separated and removed, and a gas outlet 37 for discharging the exhaust gas from which the dust has been separated and removed. An underflow discharge port 38 for bottoming out a mixture such as dust in the washing water, and an overflow discharge port 39 provided on the side surface of the body portion 31 for discharging the overflow liquid of the washing water containing dust and the like.

この湿式集塵機3においては、洗浄水中に分散する粒子の大きさが概ね粒度2mm以上であるダストは、アンダーフロー排出口38から排出される。一方、洗浄水中に分散する粒子の粒度が概ね1μm以上2mm以下であるダストは、懸濁物質として洗浄水(排水)中に分散した状態で、オーバーフロー排出口39から排出される。湿式集塵機3の後段には、本発明独自の構成からなる濾過機4が配設されており、懸濁物質として洗浄水中に分散したニッケルを含有する原料鉱石11由来のダストは、この濾過機4によって回収される。 In this wet dust collector 3 , the dust dispersed in the washing water and having a particle size of approximately 2 mm or more is discharged from the underflow discharge port 38 . On the other hand, dust dispersed in the cleaning water having a particle size of approximately 1 μm or more and 2 mm or less is discharged from the overflow outlet 39 in a state of being dispersed in the cleaning water (wastewater) as suspended matter. The wet dust collector 3 is followed by a filter 4 having a structure unique to the present invention. recovered by

(濾過機)
本発明の「フェロニッケルの製造方法」の排ガス処理工程S5において、原料鉱石11由来のダストを懸濁物質として含有する排水の濾過は、濾過材として、熔融還元工程S3においてフェロニッケルメタルから分離除去されたフェロニッケルスラグを用いることを特徴とする本発明の濾過機4を用いて行うことができる。濾過機4は、湿式集塵機3の後段に設けられて、上記排水のろ過処理を行い、懸濁物質の含有量が低減された状態の排水を排出する。
(filtration machine)
In the exhaust gas treatment step S5 of the "method for producing ferronickel" of the present invention, the filtration of wastewater containing dust derived from the raw material ore 11 as suspended matter is separated and removed from the ferronickel metal in the melting reduction step S3 as a filtering material. It can be carried out using the filter 4 of the present invention, which is characterized in that it uses ferronickel slag that has been treated. The filter 4 is provided downstream of the wet dust collector 3, filters the waste water, and discharges the waste water with a reduced content of suspended solids.

この濾過機4は、濾過材44が充填されている筐体41からなり、懸濁物質としてダストを含む排水を、筐体41の一方の端部である導入口42から導入し、他方の端部である排出口43へと筐体41内を流通させる過程で、懸濁物質を、濾過材44によって捕捉する装置である。この濾過機4は、濾過材44として、熔融還元工程S3においてフェロニッケルメタルから分離除去されたフェロニッケルスラグ用いたものであることを主たる特徴とする濾過機である。尚、濾過材44の材料以外の構成については、従来公知の各種の濾過機と同様の構成の濾過機を適宜用いることができる。そのような濾過機の一例として、筒状の筐体を、例えば、炭素鋼で形成した濾過機を挙げることができる。 This filter 4 consists of a housing 41 filled with a filtering material 44, and wastewater containing dust as suspended matter is introduced from an inlet 42, which is one end of the housing 41, and It is a device that captures suspended solids with a filtering material 44 in the process of circulating the inside of the housing 41 to the discharge port 43 that is the part. The main feature of this filter 4 is that it uses ferronickel slag separated and removed from the ferronickel metal in the melting reduction step S3 as the filtering material 44 . As for the structure other than the material of the filter material 44, a filter having the same structure as conventionally known various filters can be appropriately used. As an example of such a filter, a filter having a tubular housing made of, for example, carbon steel can be cited.

濾過機4を構成する濾過材44として、熔融還元工程S3で得られるスラグ(例えば、水砕スラグ)を用いることにより、懸濁物質を補足した後の濾過材44(即ち、使用済みスラグ)を、ニッケル分を含有する懸濁物質を含んだ状態のままで繰り返すことができ、これにより、懸濁物質中のニッケルを容易な作業によって系内に回収することができるようになる。 By using the slag (for example, granulated slag) obtained in the melting reduction step S3 as the filter medium 44 that constitutes the filter 4, the filter medium 44 (that is, used slag) after supplementing the suspended solids is used. , can be repeated in a state containing suspended matter containing nickel, thereby allowing the nickel in the suspended matter to be recovered into the system by a simple operation.

尚、上述した水砕スラグの粗粒率は、通常3.6以上4.5以下の範囲にあるが、後述の実施例に示すように、本発明においては、粗粒率を3.2以下となるようにすることが好ましく、通常サイズの上記水砕スラグに更なる粉砕処理を施して用いることにより、懸濁物質とニッケルの回収率を更に向上させることができる。尚、この場合においても、水砕スラグの粗粒率の下限については、2.6以上とすることが好ましく、これにより、濾過速度をほとんど低下させることなく、懸濁物質とニッケルの高い回収率を維持することができる。ここで、粗粒率とは、JIS A1102(骨材のふるい分け試験方法)に規定される連続する各ふるい(80mm,40mm,20mm,10mm,5mm,2.5mm,1.2mm,0.6mm,0.3mm,0.15mm)の間にとどまる質量分率のことであり、骨材の粗さを表す指標である。その数値が大きいほど、粗粒であることを示す。 The coarse particle ratio of the water granulated slag described above is usually in the range of 3.6 or more and 4.5 or less. By using the water granulated slag of normal size after further pulverization, the recovery rate of suspended solids and nickel can be further improved. Even in this case, the lower limit of the coarse particle ratio of the water granulated slag is preferably 2.6 or more. can be maintained. Here, the coarse particle rate is defined by JIS A1102 (test method for sieving of aggregate) for each continuous sieve (80 mm, 40 mm, 20 mm, 10 mm, 5 mm, 2.5 mm, 1.2 mm, 0.6 mm, 0.3 mm, 0.15 mm) and is an index of aggregate roughness. A larger value indicates coarser grains.

尚、濾過機4を構成する筐体41の大きさや、濾過材44の充填量の最適値は、湿式集塵機3から排出される排水の排出量や性状と、濾過材44を流通させた後の排水の性状との関係を調査することによって具体的に特定することができる。 The size of the housing 41 constituting the filter 4 and the optimum value of the filling amount of the filter material 44 are determined by the discharge amount and properties of the waste water discharged from the wet dust collector 3 and the It can be specifically specified by investigating the relationship with the properties of wastewater.

又、濾過機4から排出された排水は、十分に懸濁物質が低減された排水になっているため、この排水に対して凝集剤を添加し、残留した懸濁物質を沈降させる処理を更に行った場合でも、その処理を問題なく実施することができる。 In addition, since the wastewater discharged from the filter 4 has sufficiently reduced suspended solids, a coagulant is added to this wastewater to further settle the remaining suspended solids. Even if it does, the process can be carried out without any problems.

(排水の濾過方法の他の実施態様)
尚、上記においては、湿式集塵機3から排出される排水を濾過機4に直接導入する実施態様について説明したが、本発明の「排水の濾過方法」は、上記のように、濾過機4に湿式集塵機3から排出される排水を直接導入するのではなく、例えば、濾過機4による濾過を行う前に、上記排水に沈降処理を施す実施態様とすることもできる。
(Another embodiment of the method for filtering waste water)
In the above, an embodiment in which the waste water discharged from the wet dust collector 3 is directly introduced into the filter 4 has been described. Instead of directly introducing the waste water discharged from the dust collector 3, for example, it is possible to adopt an embodiment in which the waste water is subjected to sedimentation treatment before being filtered by the filter 4.

排水の濾過方法を上記実施態様で行うには、湿式集塵機3からの排水を受け入れて排水中の懸濁物質を沈降させることで固液分離する沈降装置を濾過機4の前段に設けるようにし、この沈降装置によって分離される液相(上澄み液)のみを濾過機4に導入するような手順とすればよい。これにより、濾過機4の濾過材44の負荷を軽減できるので、例えば、濾過材44の寿命短縮に伴う通液不良の発生といった不都合を効果的に回避することができる。又、濾過機4から排出される懸濁物質の含有量が低減された状態の排水中の懸濁物質を更に低減させることもできる。 In order to carry out the method of filtering waste water in the above-described embodiment, a sedimentation device for solid-liquid separation by receiving waste water from the wet dust collector 3 and sedimenting suspended solids in the waste water is provided at the front stage of the filter 4, The procedure may be such that only the liquid phase (supernatant liquid) separated by this sedimentation device is introduced into the filter 4 . As a result, the load on the filtering material 44 of the filtering device 4 can be reduced, so that, for example, problems such as poor liquid flow due to shortening of the life of the filtering material 44 can be effectively avoided. In addition, it is possible to further reduce suspended solids in the wastewater discharged from the filter 4 in a state where the content of suspended solids is reduced.

又、上記実施態様による場合、ダストを含む排水の沈降装置内における滞留時間は、3h以上に設定することが好ましい。滞留時間を3h以上に設定することにより、全体が懸濁状態にある排水を確実に固相と液相に分離しやすくして、濾過機4の濾過材44の負荷を更に軽減することが可能である。 Further, in the case of the above embodiment, it is preferable to set the residence time of waste water containing dust in the sedimentation device to 3 hours or longer. By setting the residence time to 3 hours or more, it is possible to easily separate the solid phase and the liquid phase of the wastewater in a suspended state as a whole, further reducing the load on the filtering material 44 of the filter 4. is.

例えば、表1は、懸濁物質の回収設備として、上記排水を受け入れる沈降装置と、その沈降装置の後段に設けられ、該沈降装置によって分離された液相(上澄み液)を導入する濾過機4を構成し、2段階で懸濁物物質を回収したときの、各段階における液中の懸濁物質の総量(1日量)の変化を示している。即ち、表1は、湿式集塵機3から排出される排水中に含まれる懸濁物質の総量(1日量)に対比して、沈降装置によって分離された液相(上澄み液)中に含まれる懸濁物質の総量(1日量)、及び濾過機4から排出される懸濁物質の含有量が低減された状態の排水中の懸濁物質の総量(1日量)がどの様な態様で減少するかを示している。 For example, Table 1 shows a sedimentation device that receives the above-described waste water as a suspended solid recovery facility, and a filter 4 that is provided after the sedimentation device and introduces the liquid phase (supernatant liquid) separated by the sedimentation device. and shows the change in the total amount (daily dose) of the suspended solids in the liquid at each stage when the suspended solids were collected in two stages. That is, Table 1 shows the total amount (daily amount) of suspended solids contained in the waste water discharged from the wet dust collector 3, and the suspended solids contained in the liquid phase (supernatant liquid) separated by the sedimentation device. The total amount of suspended solids (daily amount) and the total amount of suspended solids (daily amount) in the wastewater discharged from the filter 4 with a reduced content of suspended solids (daily amount) are reduced in any manner. indicates whether to

Figure 2023100574000002
Figure 2023100574000002

表1からは、上記のように懸濁物質の回収設備を構成することによって、先ず、沈降装置によって、湿式集塵機3から排出される排水中に含まれる懸濁物質を265.7[kg/日](=437.1[kg/日]-166.0[kg/日])回収することができ、更に濾過機4によって、懸濁物質を68.4[kg/日](=166.0[kg/日]-97.6[kg/日])回収できることが窺える。即ち、濾過機4の前段に沈降設備を組み入れる態様で懸濁物質の回収設備を構成することによって、334.1[kg/日](=265.7[kg/日]+68.4[kg/日])の懸濁物質を、湿式集塵機3から排出される排水中から回収可能であることが分かる。この回収量は、湿式集塵機3から排出される排水中に含まれる懸濁物質の総量(1日量)の77%量に匹敵する。 From Table 1, by configuring the suspended solids recovery equipment as described above, first, the suspended solids contained in the wastewater discharged from the wet dust collector 3 are reduced to 265.7 kg/day by the sedimentation device. ] (= 437.1 [kg/day] - 166.0 [kg/day]) can be recovered, and further, the suspended matter can be recovered by the filter 4 to 68.4 [kg/day] (= 166.0 [kg/day]-97.6 [kg/day]). That is, by constructing the suspended solids recovery equipment in a manner in which the sedimentation equipment is incorporated in the preceding stage of the filter 4, 334.1 [kg/day] (=265.7 [kg/day] + 68.4 [kg/day] day]) can be recovered from the wastewater discharged from the wet dust collector 3. This collected amount is equivalent to 77% of the total amount (daily amount) of suspended solids contained in the waste water discharged from the wet dust collector 3 .

又、表1からは、濾過機4における懸濁物質の回収可能量に対して、3~4倍量の懸濁物質を沈降装置において回収可能であることが窺える。従って、沈降装置における懸濁物質の回収量に応じて、濾過機4の濾過材44の負荷を軽減できることが分かる。或いは、沈降装置を使用せずに濾過機4のみで懸濁物質を回収する場合と比較して、濾過機4における濾過材44の使用量を削減することができることが分かる。 Further, from Table 1, it can be seen that the sedimentation apparatus can collect 3 to 4 times as much suspended solids as the amount of suspended solids that can be collected by the filter 4 . Therefore, it can be seen that the load on the filter material 44 of the filter 4 can be reduced according to the amount of suspended solids collected in the sedimentation device. Alternatively, it can be seen that the usage amount of the filter medium 44 in the filter 4 can be reduced compared to the case where the suspended solids are recovered only by the filter 4 without using a sedimentation device.

<フェロニッケルの製造設備(乾式製錬設備)>
本発明のフェロニッケルの製造方法は、乾燥工程S1を行うロータリードライヤー1、焼成工程S2を行うロータリーキルン2、熔融還元工程S3を行う還元炉、ロータリードライヤー1及び/又はロータリーキルン2から排出される排ガスから湿式処理によってダストを回収する排ガス処理工程S5を行う湿式集塵機3、及び、回収された上記のダストを含む排水を濾過する濾過機4を備える、本発明の「フェロニッケルの製造設備」において好適に実施することができる。この設備は、既存の製造設備に対して、本発明独自の構成からなる濾過機、即ち、濾過材44としてフェロニッケルスラグを用いてなる濾過機4を設置することによって構成することができる。これにより、極めて低廉な導入コストによって、当該設備におけるニッケル回収率を有意に向上させることができる。
<Ferronickel manufacturing equipment (pyrometallurgical equipment)>
The method for producing ferronickel of the present invention comprises a rotary dryer 1 in which the drying step S1 is performed, a rotary kiln 2 in which the firing step S2 is performed, a reducing furnace in which the melting reduction step S3 is performed, and exhaust gas discharged from the rotary dryer 1 and/or the rotary kiln 2. Suitably in the "ferronickel manufacturing facility" of the present invention, which includes a wet dust collector 3 that performs an exhaust gas treatment step S5 for collecting dust by wet processing, and a filter 4 that filters the collected waste water containing the dust. can be implemented. This equipment can be constructed by installing a filter having a unique configuration of the present invention, that is, a filter 4 using ferronickel slag as a filter material 44 in an existing manufacturing facility. As a result, it is possible to significantly improve the nickel recovery rate in the facility with extremely low introduction costs.

図2に示す濾過機4と、サイズ及び材質は異なるが、略同一の形状及び構造からなる「試験用濾過機」(図3参照。)を用いて、本発明の濾過機に用いる濾過材の濾過能力を調査するための試験を行った。上記の「試験用濾過機」は、上端が開放されていて、下端へ向かう途中で中心軸に向けて収束する形状を有し、収束している箇所以外の水平方向の断面積Sが、9.5×10-3であり、高さが200mmである、透明なPET容器で筐体を形成し、このPET容器の下方にビーカーを配置して各試験を行った。 Using a "test filter" (see FIG. 3) having substantially the same shape and structure as the filter 4 shown in FIG. A test was conducted to investigate the filtering ability. The above-mentioned "test filter" has a shape that is open at the upper end and converges toward the central axis on the way to the lower end, and the horizontal cross-sectional area S other than the converging point is 9 Each test was performed with a transparent PET container of .5×10 −3 m 3 and a height of 200 mm forming the enclosure and a beaker placed below the PET container.

PET容器からなる筐体の内部に濾過材を厚さDが0.15mとなるように充填し、この筐体の上端の開口から既知の性状を有する懸濁物質を含む水(原液)を流し入れることによって、懸濁物質を濾過材に補足させ、更に筐体の下端から排出される懸濁物質が低減された水(ろ液)は、ビーカー内に受けて回収した。 The inside of a housing made of a PET container is filled with a filtering material so that the thickness D is 0.15 m, and water (undiluted solution) containing suspended solids with known properties is poured from the opening at the top of the housing. Suspended solids were captured by the filtering material, and the water (filtrate) discharged from the lower end of the housing with reduced suspended solids was collected in a beaker.

表2には「試験用濾過機」の筐体の上端の開口に流し入れる原液の性状が示されている。本実施例では、「実施例1」「実施例2」の何れにおいても、稼働中のフェロニッケルの製造設備内の湿式集塵機からオーバーフローとして排出される懸濁物質を含む排水を、原液として用いた。 Table 2 shows the properties of the stock solution that is poured into the opening at the top of the housing of the "test filter". In this example, in both "Example 1" and "Example 2", wastewater containing suspended solids discharged as an overflow from a wet dust collector in a ferronickel manufacturing facility in operation was used as the stock solution. .

Figure 2023100574000003
Figure 2023100574000003

[実施例1]
濾過材として、表3に示す組成の粗粒率が3.5以上4.7以下の範囲にある水砕スラグ(以下、有姿品とも言う)を用い、「試験用濾過機」の筐体を構成するPET容器の全高に対して下端から3/4の高さ(下端から150mmの高さ)までスラグを充填した。次に、表2に示す性状の原液500mLをPET容器の上端の開口から流し入れ、該PET容器の下端から排出される、ろ液を、ビーカー内に回収し、その性状を調査した。
[Example 1]
As the filter material, water granulated slag (hereinafter also referred to as physical product) having a coarse particle rate in the range of 3.5 to 4.7 with the composition shown in Table 3 is used, and the housing of the "test filter" The slag was filled up to a height of 3/4 from the bottom end (150 mm height from the bottom end) with respect to the total height of the PET container constituting the . Next, 500 mL of the undiluted solution having the properties shown in Table 2 was poured into the PET container through the upper end opening, and the filtrate discharged from the lower end of the PET container was recovered in a beaker and its properties were investigated.

Figure 2023100574000004
Figure 2023100574000004

[実施例2]
実施例1で用いた水砕スラグ(有姿品)を別に準備し、これを粉砕処理して粗粒率が3.2(+0.2、-0.2)の範囲にある水砕スラグを用いたこと以外は、実施例1と同一の条件で試験を行った。
[Example 2]
The water granulated slag (tangible product) used in Example 1 was separately prepared and pulverized to obtain water granulated slag having a coarse particle ratio in the range of 3.2 (+0.2, -0.2). The test was conducted under the same conditions as in Example 1, except that it was used.

実施例1、実施例2で得られた、ろ液の性状を調査した結果を表4に示した。又、表4中のニッケル回収率を以下の様に定義する。
ニッケル回収率[%]
=(原液中ニッケル濃度[mg/L]―ろ液中ニッケル濃度[mg/L])
÷原液中ニッケル濃度[mg/L]×100
Table 4 shows the results of examining the properties of the filtrates obtained in Examples 1 and 2. Also, the nickel recovery rate in Table 4 is defined as follows.
Nickel recovery rate [%]
= (Nickel concentration in stock solution [mg/L] - Nickel concentration in filtrate [mg/L])
÷ Nickel concentration in undiluted solution [mg/L] × 100

Figure 2023100574000005
Figure 2023100574000005

表4に示される結果から、本発明の「排水の濾過方法」によれば、排水中の懸濁物質を効果的に低減することができ、尚且つ、排水中のニッケルを効果的に除去することができることが分かる。従って、本発明の「フェロニッケルの製造方法」は、使用済みのスラグを再び還元炉内に供することにより、ニッケルをより効率的に回収することができる製造方法であり、その工業的価値は極めて大きい。 From the results shown in Table 4, according to the "effluent filtration method" of the present invention, suspended solids in wastewater can be effectively reduced, and nickel in wastewater can be effectively removed. I know it can be done. Therefore, the "ferronickel production method" of the present invention is a production method that can recover nickel more efficiently by supplying used slag again into the reduction furnace, and its industrial value is extremely high. big.

1 ロータリードライヤー
2 ロータリーキルン
11 原料鉱石(ニッケル酸化鉱石)
12 乾燥鉱石
13 焼鉱
3 湿式集塵機
31 胴体部
32 ガス入口
33 気液導入部
34 給水口
35 スロート部
36 スクラビング部
37 ガス出口
38 アンダーフロー排出口
39 オーバーフロー排出口
4 濾過機
41 筐体
42 導入口
43 排出口
44 濾過材
S1 乾燥工程
S2 焼成工程
S3 熔融還元工程
S4 水砕処理工程
S5 排ガス処理工程
1 rotary dryer 2 rotary kiln 11 raw material ore (nickel oxide ore)
REFERENCE SIGNS LIST 12 dry ore 13 calcined ore 3 wet dust collector 31 body 32 gas inlet 33 gas-liquid inlet 34 water inlet 35 throat 36 scrubbing section 37 gas outlet 38 underflow outlet 39 overflow outlet 4 filter 41 housing 42 inlet 43 Outlet 44 Filtering material S1 Drying process S2 Firing process S3 Melting reduction process S4 Water granulation process S5 Exhaust gas treatment process

Claims (8)

乾燥工程と焼成工程と熔融還元工程とを順次行うことによってフェロニッケルを製造する乾式製錬法において、前記乾燥工程及び/又は焼成工程で発生し、原料鉱石由来のダストを含有する排ガスから、湿式処理によって分離回収される懸濁物質を含有する排水の濾過方法であって、
前記排水の濾過を行う濾過材として、前記熔融還元工程において、フェロニッケルメタルから分離除去されたフェロニッケルスラグを用いる、
排水の濾過方法。
In a pyrometallurgical refining method for producing ferronickel by sequentially performing a drying process, a firing process, and a melting reduction process, the exhaust gas generated in the drying process and / or the firing process and containing dust derived from the raw material ore is removed from the wet process. A method for filtering wastewater containing suspended solids separated and recovered by treatment,
Ferronickel slag separated and removed from ferronickel metal in the melting reduction step is used as a filtering material for filtering the wastewater,
Wastewater filtration method.
前記排ガスが、前記乾燥工程を経て乾燥された乾燥鉱石を排出するときに発生する原料鉱石由来のダストを含有する排ガスである、
請求項1に記載の排水の濾過方法。
The exhaust gas is an exhaust gas containing dust derived from the raw material ore generated when the dried ore dried through the drying step is discharged.
The method for filtering wastewater according to claim 1.
前記フェロニッケルスラグの粗粒率が、2.6以上3.2以下である、
請求項1又は2に記載の排水の濾過方法。
The coarse grain ratio of the ferronickel slag is 2.6 or more and 3.2 or less,
The method for filtering wastewater according to claim 1 or 2.
前記濾過を行う前に、前記排水に沈降処理を施す、
請求項1又は2に記載の排水の濾過方法。
Before performing the filtration, subjecting the waste water to a sedimentation treatment,
The method for filtering wastewater according to claim 1 or 2.
前記濾過を行う前に、前記排水に沈降処理を施す、
請求項3に記載の排水の濾過方法。
Before performing the filtration, subjecting the waste water to a sedimentation treatment,
The method for filtering wastewater according to claim 3.
前記乾燥工程と前記焼成工程と前記熔融還元工程とを順次行うことによってフェロニッケルを製造する乾式製錬法であって、
請求項1又は2に記載の排水の濾過方法によって、前記排水の濾過処理を行った後の前記濾過材を、前記乾燥工程に再投入する、
フェロニッケルの製造方法。
A pyrometallurgical method for producing ferronickel by sequentially performing the drying step, the firing step, and the melting reduction step,
The filtering material after filtering the waste water by the waste water filtering method according to claim 1 or 2 is re-introduced into the drying process,
A method for producing ferronickel.
乾燥工程と焼成工程と熔融還元工程とを順次行うことによってフェロニッケルを製造する乾式製錬法において、前記乾燥工程及び/又は焼成工程で発生し、原料鉱石由来のダストを含有する排ガスから、湿式処理によって分離回収される懸濁物質を含有する排水を濾過する、濾過機であって、
内部に濾過材が充填された筐体からなり、前記濾過材として、前記熔融還元工程において、フェロニッケルメタルから分離除去されたフェロニッケルスラグが用いられている、
濾過機。
In a pyrometallurgical refining method for producing ferronickel by sequentially performing a drying process, a firing process, and a melting reduction process, the exhaust gas generated in the drying process and / or the firing process and containing dust derived from the raw material ore is removed from the wet process. A filter for filtering wastewater containing suspended solids separated and recovered by treatment,
It consists of a housing filled with a filter material inside, and as the filter material, ferronickel slag separated and removed from the ferronickel metal in the melting reduction process is used.
filter machine.
前記乾燥工程を行うロータリードライヤーと前記焼成工程を行うロータリーキルンと前記熔融還元工程を行う還元炉と、前記乾燥工程から排出される排ガスから原料鉱石由来のダストを湿式処理によって回収する排ガス処理工程を行う湿式集塵機と、請求項7に記載の濾過機と、を備える、フェロニッケルの製造設備。

A rotary dryer for performing the drying process, a rotary kiln for performing the firing process, a reducing furnace for performing the melting reduction process, and an exhaust gas treatment process for recovering raw ore-derived dust from the exhaust gas discharged from the drying process by wet treatment. A ferronickel production facility comprising a wet dust collector and the filter according to claim 7 .

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