JP2024010512A - Nickel oxide ore smelting method - Google Patents

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隆士 井関
Takashi Izeki
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of effectively manufacturing high-quality ferronickel in a method with less CO2 emission while suppressing a smelting cost, in a method of manufacturing ferronickel through reducing a mixture containing nickel oxide ore.
SOLUTION: A smelting method of nickel oxide ore reduces a mixture containing nickel oxide ore being raw material ore to manufacture ferronickel. The smelting method of nickel oxide ore mixes the nickel oxide ore and a carbonaceous reductant to obtain a massive mixture, charges the mixture into a reduction furnace 1 of an electric heating system that uses electricity as a heat source, and heats up to a prescribed reduction temperature inside the reduction furnace 1 to apply a reduction treatment. The reduction furnace 1 includes a reductant supply part 70 configured to supply a reduction gas RG to an input part 21 configured to input the mixture into an inside-furnace part 16 of the reduction furnace 1. At the reduction treatment, the reduction gas RG is supplied to the reductant supply part 70.
SELECTED DRAWING: Figure 2
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、ニッケル酸化鉱石の製錬方法に関する。 The present invention relates to a method for smelting nickel oxide ore.

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フェロニッケルを製造する乾式製錬方法、オートクレーブを使用して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 smelting method for nickel oxide ore called limonite or saprolite, a pyro-smelting method uses a smelting furnace to produce nickel matte, and a pyro-smelting method uses a rotary kiln or mobile hearth furnace to produce ferronickel. , a hydrometallurgical method for producing mixed sulfide using an autoclave, etc. are known.

ニッケル酸化鉱石を製錬する場合、まず、その原料鉱石を塊状物化、スラリー化等するための前処理が行われる。具体的には、ニッケル酸化鉱石を塊状物化、すなわち粉や微粒状から塊状にする際には、そのニッケル酸化鉱石以外の成分、例えばバインダーや還元剤と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10~30mm程度の塊状物(ペレット、ブリケット等を指す。以下、単に「ペレット」ともいう)とするのが一般的である。 When smelting nickel oxide ore, the raw ore is first subjected to pretreatment to form it into lumps, slurry, and the like. Specifically, when nickel oxide ore is turned into agglomerates, that is, from powder or fine particles to lumps, it is mixed with components other than the nickel oxide ore, such as a binder and a reducing agent, to form a mixture, and further water adjustment etc. After that, it is generally charged into a lump making machine to produce lumps (referring to pellets, briquettes, etc., hereinafter also simply referred to as "pellets") of about 10 to 30 mm.

このようにして形成されるペレットでは、水分を飛ばすため、ある程度の通気性が必要である。また、ペレット内で還元が均一に行われないと組成が不均一になり、メタルが分散し、偏在してしまう。このため、原料を均一に混合して混合物とすることや、ペレットを還元する際に可能な限り均一な温度で処理することが重要となる。 Pellets formed in this manner require a certain degree of air permeability in order to evaporate moisture. Furthermore, if the reduction is not performed uniformly within the pellet, the composition will become non-uniform, and the metal will be dispersed and unevenly distributed. For this reason, it is important to uniformly mix the raw materials to form a mixture and to treat the pellets at as uniform a temperature as possible when reducing the pellets.

加えて、還元して生成するメタル(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。なぜならば、生成したフェロニッケルが、例えば数10μm以下の大きさである場合、スラグと分離することが困難となり、フェロニッケルの収率が大きく低下してしまうからである。そのため、還元により生成するフェロニッケルを粗大化することによって、スラグとの分離性を高めて収率を向上させることが重要となる。 In addition, it is also a very important technology to coarsen the metal (ferronickel) produced by reduction. This is because if the produced ferronickel has a size of, for example, several tens of micrometers or less, it will be difficult to separate it from the slag, and the yield of ferronickel will drop significantly. Therefore, it is important to coarsen the ferronickel produced by reduction to improve its separability from slag and improve the yield.

また、近年、ニッケル品位が高い鉱石や、メタル化したときに不純物が混入し難い鉱石が少なくなりつつあり、高品質のフェロニッケルを製造するためには、さらなる高い製錬技術が必要とされる。さらに、金属価格は乱高下することがしばしばあり、価格が下落した際でも採算が取れるような体制にしておかなくてはならず、製錬コストを如何に低く抑えられるかが重要な課題となっている。 In addition, in recent years, ores with high nickel grades and ores that are difficult to mix with impurities when turned into metal have become scarce, and even more advanced smelting technology is required to produce high-quality ferronickel. . Furthermore, metal prices often fluctuate wildly, and a system must be in place to remain profitable even when prices drop, and an important issue is how to keep smelting costs low. There is.

以上述べたように、ニッケル酸化鉱石からニッケルを製錬する技術においては、多くの技術課題が残されている。一方で、近年では、環境負荷低減への要望が非常に高まっており、製錬分野においては特に、温室効果ガスの削減、具体的にはCO削減への要望が非常に強くなっている。CO低減対策に関しては、各分野で様々な研究、開発が進められているが。一例として、CO排出量が多い鉄鋼製錬では、文献1「2050年における世界の鉄鋼部門からのCO排出量削減ポテンシャルの推計」のような論文が出されており、CO排出量は2005年比で6%~12%増加すると推計されている。 As described above, many technical issues remain in the technology for smelting nickel from nickel oxide ore. On the other hand, in recent years, the demand for reducing environmental loads has increased significantly, and particularly in the smelting and refining field, the demand for reducing greenhouse gases, specifically CO 2 , has become very strong. Regarding CO2 reduction measures, various research and development efforts are underway in various fields. As an example, in the steel smelting industry, which emits a large amount of CO2 , papers such as Reference 1, "Estimating the potential for reducing CO2 emissions from the global steel sector in 2050" have been published. It is estimated that this will increase by 6% to 12% compared to 2005.

ニッケル乾式製錬においてもCOの排出量は多く、その一因として、還元工程での処理において、ロータリーキルンを用いるクルップレン法、予備還元にロータリーキルンを用いるエルケム法等の方法で、キルンの燃料として石炭を用いている点が挙げられる。 Nickel pyrometallurgy also emits a large amount of CO2 , and one reason for this is that in the reduction process, methods such as the Krupplen process, which uses a rotary kiln, and the Elkem process, which uses a rotary kiln for preliminary reduction, use coal as the fuel for the kiln. One point is that it uses .

さらに、これら化石燃料やLNG等のガスでは、燃料自身に若干の水分が含まれているため、燃焼に伴って水蒸気が発生し、その発生した水蒸気が熱分解されて、還元工程での処理において還元物を再酸化させ、還元効率を著しく低下させることも知られている。 Furthermore, these fossil fuels and gases such as LNG contain some moisture in the fuel itself, so steam is generated during combustion, and the generated steam is thermally decomposed and processed in the reduction process. It is also known that it re-oxidizes the reduced product and significantly reduces the reduction efficiency.

このように、ニッケル酸化鉱石を混合し、還元して、フェロニッケル等のメタルを製造する技術には、生成するメタルの高品質化のみならず、生産性の向上や製錬コストの抑制、そしてCO排出量の削減等、多くの重要な課題がある。 In this way, the technology of mixing and reducing nickel oxide ore to produce metals such as ferronickel has the potential to not only improve the quality of the metals produced, but also improve productivity, reduce smelting costs, and There are many important issues such as reducing CO 2 emissions.

土木学会論文集G(環境),Vol.70,No.6(環境システム研究論文 第42巻),II_239-II_247,2014Proceedings of the Japan Society of Civil Engineers G (Environment), Vol.70, No.6 (Environmental System Research Papers Vol. 42), II_239-II_247, 2014

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、ニッケル酸化鉱石を含む混合物を還元することによってフェロニッケルを製造する方法において、製錬コストを抑えながら、高品質なフェロニッケルを、CO排出量の少ない方法で効果的に製造することができる技術を提供することを目的とする。 The present invention was proposed in view of the above circumstances, and is a method for producing ferronickel by reducing a mixture containing nickel oxide ore, which produces high-quality ferronickel while suppressing smelting costs. The purpose of the present invention is to provide a technology that enables effective production with a method that produces less CO 2 emissions.

本発明者は、上述の課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤とを含む混合物を還元する際のエネルギーに電気を利用することによって、還元時に起こり得るその混合物の部分的な酸化を抑制することが可能となり、その結果、ニッケルメタル化率やニッケル含有率の高いフェロニッケルを製造でき、かつCO排出量を大幅に削減できることを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明は以下のものを提供する。 The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, by using electricity for energy when reducing a mixture containing nickel oxide ore, which is the raw material ore, and a carbonaceous reducing agent, it is possible to suppress the partial oxidation of the mixture that may occur during reduction. As a result, it was discovered that ferronickel with a high nickel metallization rate and high nickel content can be produced, and that CO 2 emissions can be significantly reduced, leading to the present invention. That is, the present invention provides the following.

(1)本発明の第1の発明は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石を含む混合物を還元することによってフェロニッケルを製造するニッケル酸化鉱石の製錬方法であって、前記ニッケル酸化鉱石と、炭素質還元剤と、を混合して塊状の混合物とし、前記混合物を、熱源として電気を用いた電気加熱式の還元炉に装入し、該還元炉内で所定の還元温度に加熱して還元処理を施し、前記還元炉は、前記混合物を前記還元炉の炉内部に投入する投入部に還元ガスを供給する還元剤供給部を備え、前記還元処理の際に、前記還元剤供給部に前記還元ガスを供給する、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。 (1) A first aspect of the present invention is a nickel oxide ore smelting method for producing ferronickel by reducing a mixture containing nickel oxide ore as a raw material ore, the nickel oxide ore and carbon and a solid reducing agent to form a lumpy mixture, the mixture is charged into an electrically heated reduction furnace that uses electricity as a heat source, and is heated to a predetermined reduction temperature in the reduction furnace for reduction treatment. and the reducing furnace includes a reducing agent supply section that supplies reducing gas to an input section that introduces the mixture into the inside of the reduction furnace, and during the reduction process, the reducing furnace is provided with a reducing agent supply section that supplies the reducing gas to the reducing furnace. This is a method of smelting nickel oxide ore that supplies gas.

(2)本発明の第2の発明は、第1の発明において、前記還元ガスは、水素及び一酸化炭素の1種以上である、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。 (2) A second invention of the present invention is the method for smelting nickel oxide ore according to the first invention, wherein the reducing gas is one or more of hydrogen and carbon monoxide.

(3)本発明の第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記還元処理の還元温度は、1200℃以上1500℃以下である、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。 (3) A third invention of the present invention is the method for smelting nickel oxide ore according to the first or second invention, wherein the reduction temperature of the reduction treatment is 1200°C or more and 1500°C or less.

(4)本発明の第4の発明は、第1又は第2の発明において、前記還元炉は、回転炉床炉である、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。 (4) A fourth aspect of the present invention is the method for smelting nickel oxide ore according to the first or second aspect, wherein the reduction furnace is a rotary hearth furnace.

本発明によれば、ニッケル酸化鉱石を含む混合物を還元することによってフェロニッケルを製造する方法において、製錬コストを抑えながら、高品質なフェロニッケルを、CO排出量の少ない方法で効果的に製造することができる技術を提供することができる。 According to the present invention, in a method for producing ferronickel by reducing a mixture containing nickel oxide ore, high quality ferronickel can be effectively produced with low CO2 emissions while suppressing smelting costs. We can provide technology that enables production.

ニッケル酸化鉱石の製錬方法の流れの一例を示す工程図である。It is a process diagram showing an example of the flow of a nickel oxide ore smelting method. 実施形態に係る還元炉の一例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an example of a reduction furnace according to an embodiment. 図2の還元炉の一部を省略して示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the reduction furnace of FIG. 2 with some parts omitted. 図2のA-A線に沿った断面図である。3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2. FIG. 図4のB-B線に沿った断面図である。5 is a sectional view taken along line BB in FIG. 4. FIG. 図2のC-C線に沿った断面図である。3 is a sectional view taken along line CC in FIG. 2. FIG.

以下、本発明の実施形態(以下、単に、「実施形態」ともいう)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。
≪ニッケル酸化鉱石の製錬方法≫
Hereinafter, embodiments (hereinafter also simply referred to as "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. Furthermore, in this specification, the expression "X to Y" (X and Y are arbitrary numerical values) means "more than or equal to X and less than or equal to Y."
≪Method for smelting nickel oxide ore≫

本実施の形態に係るニッケル酸化鉱石の製錬方法は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石を炭素質還元剤等と混合し、その混合物に対して製錬炉(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。この製錬方法においては、少なくともニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合して塊状の混合物とする。 The method for smelting nickel oxide ore according to the present embodiment includes mixing nickel oxide ore, which is a raw material ore, with a carbonaceous reducing agent, etc., and subjecting the mixture to a reduction treatment in a smelting furnace (reduction furnace). This produces metal and slag. In this smelting method, at least a nickel oxide ore and a carbonaceous reducing agent are mixed to form a lumpy mixture.

そして、本実施の形態に係る製錬方法では、混合物を還元処理するにあたり、熱源として電気を用いた電気加熱式の還元炉を使用することを特徴としている。このように、電気加熱式還元炉内で還元処理を施すことによって、酸素による酸化の影響を効果的に低減でき、高い品質のフェルニッケルを製造することができる。そして炉内への混合物の投入箇所に還元性のガス(還元ガス)が供給され、混合物を炉内に投入する際に不可避的に持ち込まれる酸素と反応させることで、炉内の酸素濃度をより一層下げることができる。また、還元炉の加熱用燃料として石炭、コークス、LNG、LPG等の化石燃料を用いた場合と比較して、電力であれば、原理的に火力発電以外にも水力発電や、太陽光や風力等の再生可能エネルギーによっても得ることができるため、トータルとしてのCO排出量を削減することができる。 The smelting method according to the present embodiment is characterized in that an electrically heated reduction furnace using electricity as a heat source is used to reduce the mixture. In this way, by performing the reduction treatment in an electrically heated reduction furnace, the influence of oxidation due to oxygen can be effectively reduced, and high quality fernickel can be produced. Reducing gas (reducing gas) is then supplied to the point where the mixture is introduced into the furnace, and by reacting with the oxygen that is inevitably brought in when the mixture is introduced into the furnace, the oxygen concentration in the furnace is further increased. It can be lowered further. Furthermore, compared to the case where fossil fuels such as coal, coke, LNG, and LPG are used as heating fuel for the reduction furnace, in principle, electric power can be used not only for thermal power generation but also for hydroelectric power generation, solar power generation, and wind power generation. Since it can also be obtained from renewable energy such as, the total amount of CO 2 emissions can be reduced.

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(フェロニッケル)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より具体的に説明する。 In the following, we will generate an iron-nickel alloy (ferronickel) metal by reducing nickel (nickel oxide) and iron (iron oxide) contained in nickel oxide ore, which is the raw material ore, and then separate the metals. A more specific explanation will be given by taking as an example a smelting method for producing ferronickel.

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、ニッケル酸化鉱石を含む原料を混合する混合処理工程S1と、得られた混合物を所定の形状に成形する混合物成形工程S2と、成形された混合物を還元炉に装入し所定の還元温度で還元処理する還元工程S3と、を有する。また、還元処理により生成し、かつ成長したメタルとスラグとを分離してメタル(フェロニッケルメタル)を回収する分離工程S4を有する。 As shown in FIG. 1, the method for smelting nickel oxide ore according to the present embodiment includes a mixing step S1 of mixing raw materials containing nickel oxide ore, and a mixture forming step of forming the obtained mixture into a predetermined shape. The method includes a step S2 and a reduction step S3 in which the molded mixture is charged into a reduction furnace and subjected to reduction treatment at a predetermined reduction temperature. Furthermore, there is a separation step S4 in which metal (ferronickel metal) is recovered by separating the metal and slag that have been generated and grown by the reduction treatment.

[混合処理工程]
混合処理工程S1は、ニッケル酸化鉱石を含む原料粉末を混合して混合物を得る工程である。具体的には、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石と共に、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0.1mm~0.8mm程度の粉末を混合して混合物を得る。なお、混合処理は、混合機等を用いて行うことができる。
[Mixing process]
The mixing process S1 is a process of mixing raw material powders containing nickel oxide ore to obtain a mixture. Specifically, a carbonaceous reducing agent is added and mixed with nickel oxide ore, which is a raw material ore, and optional additives such as iron ore, a flux component, a binder, etc., for example, with a particle size of 0.1 mm are mixed. A mixture is obtained by mixing powders of about 0.8 mm. Note that the mixing process can be performed using a mixer or the like.

また、混合処理では、混合性を高めるために混練を行ってよい。例えば、二軸混練機等を用いて混合物を混練することで、混合物にせん断力を加え、炭素還元剤や原料粉末等の凝集を解いてより均一に混合できると共に、各々の粒子の密着性を高めて、還元工程S3にて均一な還元処理を行い易くすることができる。 Further, in the mixing process, kneading may be performed to improve mixability. For example, by kneading the mixture using a twin-screw kneader, shearing force is applied to the mixture, and the carbon reducing agent and raw material powder can be deagglomerated and mixed more uniformly, and the adhesion of each particle can be improved. By increasing the amount, it is possible to easily perform a uniform reduction process in the reduction step S3.

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、構成成分として、酸化ニッケル(NiO)と、酸化鉄(Fe)と、を含有する。 The nickel oxide ore that is the raw material ore is not particularly limited, but limonite ore, saprolite ore, etc. can be used. Note that the nickel oxide ore contains nickel oxide (NiO) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) as constituent components.

本実施の形態においては、ニッケル酸化鉱石に対して、特定量の炭素質還元剤を混合して混合物とする。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、炭素質還元剤は、上述の原料鉱石であるニッケル酸化鉱石の粒度と同等のものであることが好ましい。ニッケル酸化鉱石の粒度や粒度分布と同等の炭素質還元剤を用いて混合することで、均一に混合し易く、よって還元反応も均一に生じさせることができ好ましい。 In this embodiment, a specific amount of carbonaceous reducing agent is mixed with nickel oxide ore to form a mixture. Examples of the carbonaceous reducing agent include, but are not limited to, coal powder, coke powder, and the like. In addition, it is preferable that the carbonaceous reducing agent has a particle size equivalent to that of the nickel oxide ore that is the above-mentioned raw material ore. It is preferable to mix using a carbonaceous reducing agent that has the same particle size and particle size distribution as the nickel oxide ore, because it facilitates uniform mixing and allows the reduction reaction to occur uniformly.

炭素質還元剤の混合量としては、ニッケル酸化鉱石を構成する酸化ニッケルと酸化鉄とを過不足なく還元するのに必要な炭素質還元剤の量を100質量%としたとき、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。なお、酸化ニッケルと酸化鉄とを過不足なく還元するのに必要な炭素質還元剤の量とは、酸化ニッケルの全量をニッケルメタルに還元するのに必要な化学当量と、酸化鉄を鉄メタルに還元するのに必要な化学当量との合計値(以下、「化学当量の合計値」ともいう)と言い換えることができる。 The mixed amount of the carbonaceous reducing agent is 50.0 mass% when the amount of the carbonaceous reducing agent necessary to reduce the nickel oxide and iron oxide that constitute the nickel oxide ore is 100% by mass. % or less, more preferably 40.0% by mass or less. The amount of carbonaceous reducing agent required to reduce nickel oxide and iron oxide in just the right amount is the chemical equivalent required to reduce the entire amount of nickel oxide to nickel metal, and the amount of carbonaceous reducing agent required to reduce the total amount of nickel oxide to nickel metal. It can be expressed as the total value of the chemical equivalents required to reduce the chemical equivalents to (hereinafter also referred to as the "total value of chemical equivalents").

このように、炭素質還元剤の混合量を、化学当量の合計値を100質量%としたときに50.0%質量以下の割合とすることで、還元反応を効率的に進行させることができる。 In this way, by setting the mixed amount of the carbonaceous reducing agent to a ratio of 50.0% by mass or less when the total value of chemical equivalent is 100% by mass, the reduction reaction can proceed efficiently. .

なお、炭素質還元剤の混合量の下限値としては、特に限定されないが、化学当量の合計値100質量%に対して、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。 The lower limit of the mixing amount of the carbonaceous reducing agent is not particularly limited, but it is preferably 10.0% by mass or more, and 15.0% by mass, based on 100% by mass of the total chemical equivalent. % or more is more preferable.

また、上述のように、ニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤のほか、任意成分として鉄鉱石、フラックス成分、バインダー等の添加剤を添加して混合することができる。 Further, as described above, in addition to the nickel oxide ore and the carbonaceous reducing agent, additives such as iron ore, a flux component, and a binder can be added and mixed as optional components.

鉄鉱石としては、例えば、鉄品位が50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(Fe)等を用いることができる。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。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。 As the iron ore, for example, iron ore having an iron grade of about 50% by mass or more, hematite (Fe 2 O 3 ) obtained by hydrometallurgy of nickel oxide ore, etc. can be used. Further, examples of the binder include bentonite, polysaccharide, resin, water glass, dehydrated cake, and the like. Furthermore, examples of the flux component include calcium oxide, calcium hydroxide, calcium carbonate, and silicon dioxide.

下記表1に、混合処理工程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。なお、原料粉末の組成としてはこれに限定されない。 Table 1 below shows an example of the composition (% by mass) of some of the raw material powders mixed in the mixing treatment step S1. Note that the composition of the raw material powder is not limited to this.

Figure 2024010512000002
Figure 2024010512000002

[混合物成形工程]
混合物成形工程S2は、混合処理工程S1で得られた混合物を成形する工程である。すなわち、原料粉末を混合して得られた混合物を、ある程度の大きさの塊状物(以下、「ペレット」ともいう)にする。なお、混合物は、成形して得られた塊状物の形態で、次工程の還元工程S3における還元処理に供され、還元炉内に装入される。
[Mixture forming process]
The mixture forming step S2 is a step of forming the mixture obtained in the mixing treatment step S1. That is, a mixture obtained by mixing raw material powders is made into a lump of a certain size (hereinafter also referred to as "pellet"). The mixture, in the form of a lump obtained by molding, is subjected to a reduction treatment in the next step, reduction step S3, and charged into a reduction furnace.

混合物を塊状化して得られるペレットの形状としては、直方体状、円柱状、球状等の種々の形状とすることができ、特に限定されない。その中でも、混合物を成形し易い形状とすることで、成形にかかるコストを抑えることができる。また、形状を単純化することで、不良品が出ることが殆どなくなり、成形における収率を高めることができる。 The shape of the pellets obtained by agglomerating the mixture can be various shapes such as a rectangular parallelepiped, a cylinder, and a sphere, and is not particularly limited. Among these, by forming the mixture into a shape that is easy to mold, the cost of molding can be suppressed. Moreover, by simplifying the shape, there are almost no defective products, and the yield in molding can be increased.

成形(塊状化)した混合物の体積(ペレットの体積)としては、特に限定されないが、8000mm以上であってよい。ペレットの体積が小さすぎると、成形コストが高くなり、また、還元炉に装入するのに手間がかかる可能性がある。さらに、ペレットの体積が小さいと、ペレット全体に占める表面積の割合が高くなるため、還元処理を行ったときに表面と内部とで還元の差の現れ易くなって、高い品質のフェロニッケルが得られないこともある。その点、ペレットの体積が8000mm以上となるように成形することで、成形コストを抑えることができ、また取扱いが容易となるだけでなく、高い品質のフェルニッケルを製造することが可能になる。 The volume of the molded (agglomerated) mixture (volume of pellets) is not particularly limited, but may be 8000 mm 3 or more. If the volume of the pellets is too small, the molding cost will be high and it may take time and effort to charge the pellets into the reduction furnace. Furthermore, if the volume of the pellet is small, the ratio of the surface area to the entire pellet increases, so when reduction treatment is performed, a difference in reduction tends to appear between the surface and the inside, making it difficult to obtain high quality ferronickel. Sometimes there isn't. On this point, by molding the pellets so that the volume is 8000 mm 3 or more, not only can molding costs be reduced and handling becomes easier, but it is also possible to manufacture high quality fernickel. .

また、所定の形状に成形した後、その成形した混合物(塊状物)に対して乾燥処理を施してペレットとしてもよい。還元する前に乾燥処理を行っておくことで、還元処理においてペレットが急減に加熱され破裂するといった不具合を抑えることができる。乾燥処理において、その乾燥温度としては、150℃~400℃程度とすることが好ましい。このような温度範囲で乾燥することで、混合物内での還元反応が進むこと無く、効果的に乾燥することが可能となる。 Alternatively, after being molded into a predetermined shape, the molded mixture (lump) may be subjected to a drying process to form pellets. By performing a drying process before reduction, it is possible to prevent problems such as pellets being rapidly heated and bursting during the reduction process. In the drying process, the drying temperature is preferably about 150°C to 400°C. By drying in such a temperature range, it becomes possible to effectively dry the mixture without proceeding with the reduction reaction within the mixture.

下記表2に、乾燥処理後の混合物(ペレット)における固形分中組成(質量%)の一例を示す。なお、混合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 solid content composition (mass %) of the mixture (pellet) after the drying process. Note that the composition of the mixture is not limited to this.

Figure 2024010512000003
Figure 2024010512000003

[還元工程]
還元工程S3では、混合物成形工程S2で得られた混合物(ペレット)を還元炉内に装入し、所定の還元温度に加熱して還元処理を施す。このような還元処理によって、製錬反応(還元反応)が進行し、メタル(フェロニッケルメタル)と、スラグと、が生成する。
[Reduction process]
In the reduction step S3, the mixture (pellets) obtained in the mixture forming step S2 is charged into a reduction furnace, heated to a predetermined reduction temperature, and subjected to reduction treatment. Through such reduction treatment, a smelting reaction (reduction reaction) progresses, and metal (ferronickel metal) and slag are generated.

還元処理においては、ニッケル酸化鉱石を含むペレットを還元炉の炉床上に載置し、そのペレットに対して、加熱する。加熱は、還元温度が、例えば1200℃以上1500℃以下、好ましくは1250℃以上1400℃以下になるようにする。 In the reduction treatment, pellets containing nickel oxide ore are placed on the hearth of a reduction furnace, and the pellets are heated. The heating is carried out so that the reduction temperature is, for example, 1200°C or more and 1500°C or less, preferably 1250°C or more and 1400°C or less.

このような還元処理によって、例えば1分程度のわずかな時間で、先ず還元反応の進み易いペレット表面近傍においてペレットに含まれる酸化ニッケル及び酸化鉄が還元されメタル化して鉄-ニッケル合金となり、シェル(以下、「殻」ともいう)を形成する。一方で、殻の中では、その殻の形成に伴ってペレット中のスラグ成分が徐々に溶融して液相のスラグが生成する。これにより、1個のペレットの中で、フェロニッケルメタル(以下、単に「メタル」ともいう)と、酸化物からなるスラグ(以下、単に「スラグ」という)とが分かれて生成する。そして、加熱による還元処理の処理時間が10分程度を経過すると、還元反応に関与しない余剰の炭素質還元剤の炭素成分が、鉄-ニッケル合金に取り込まれて融点を低下させる。その結果、鉄-ニッケル合金は溶解して液相となる。 Through such reduction treatment, in a short period of time, for example, about 1 minute, the nickel oxide and iron oxide contained in the pellet are first reduced and metalized near the pellet surface where the reduction reaction easily proceeds, forming an iron-nickel alloy, and the shell ( (hereinafter also referred to as a "shell"). On the other hand, inside the shell, as the shell is formed, the slag component in the pellet gradually melts, producing liquid slag. As a result, ferronickel metal (hereinafter also simply referred to as "metal") and slag made of oxide (hereinafter simply referred to as "slag") are separated and generated in one pellet. Then, when the treatment time of the reduction treatment by heating has elapsed for about 10 minutes, the excess carbon component of the carbonaceous reducing agent that does not participate in the reduction reaction is incorporated into the iron-nickel alloy, lowering the melting point. As a result, the iron-nickel alloy dissolves into a liquid phase.

ここで、本実施の形態に係る製錬方法では、還元炉として、熱源に電気を用いた電気加熱式の還元炉を使用して還元処理を行うことを特徴としている。 Here, the smelting method according to the present embodiment is characterized in that the reduction process is performed using an electrically heated reduction furnace that uses electricity as a heat source.

従来、主として、加熱用燃料として石炭やコークス、LNG、LPG等の化石燃料を用いたバーナー炉(バーナー加熱式の還元炉)を使用して還元処理が行われていた。ところが、石炭のような固体はもちろん、重油等の液体を燃料として用いた場合、燃焼を100%行うことは難しく、空気(酸素)を過剰に入れて燃焼加熱することが必要になる。さらに、LNGのようなガスでは、水素を含むため、燃焼時に多量の水が発生する。そのため、これらの化石燃料を熱源として用いた還元処理では、不可避的に多量の酸素や水が炉内に存在するようになり、還元反応が進まないことや、還元できたとしても生成したメタルが部分的に酸化(再酸化)してしまう等の問題が生じ、その結果、高品質なフェロニッケルが得られないことがある。 Conventionally, reduction processing has mainly been performed using a burner furnace (burner heating type reduction furnace) using fossil fuels such as coal, coke, LNG, and LPG as heating fuel. However, when solids such as coal or liquids such as heavy oil are used as fuel, it is difficult to achieve 100% combustion, and it is necessary to introduce excess air (oxygen) for combustion and heating. Furthermore, since gas such as LNG contains hydrogen, a large amount of water is generated during combustion. Therefore, in the reduction process using these fossil fuels as a heat source, large amounts of oxygen and water inevitably exist in the furnace, which prevents the reduction reaction from proceeding, and even if reduction is possible, the produced metals Problems such as partial oxidation (reoxidation) may occur, and as a result, high quality ferronickel may not be obtained.

そこで、本実施の形態に係る製錬方法では、熱源に電気を用いた電気加熱式還元炉を使用して還元処理を行うようにしており、このように電気を熱源として用いた還元炉内での還元処理によって、炉内への酸素の混入や水の発生を無くことができ、不可避的に酸化してしまう混合物の酸化を極力抑えることができる。これにより、メタル化率やメタル中ニッケル含有量を向上させて、高い品質のフェロニッケルを製造することが可能となる。 Therefore, in the smelting method according to the present embodiment, the reduction process is performed using an electrically heated reduction furnace that uses electricity as a heat source. By the reduction treatment, it is possible to eliminate the mixing of oxygen into the furnace and the generation of water, and it is possible to suppress the oxidation of the mixture that inevitably oxidizes as much as possible. This makes it possible to improve the metallization rate and the nickel content in the metal, and to produce high quality ferronickel.

具体的に、電気加熱式還元炉では、その炉内に不活性ガスを流しながら炉内をプラス圧(1気圧以上)に保った状態で、電気エネルギーにより所定の温度に加熱して還元処理を行う。このような電気加熱式還元炉では、実質的に炉内に酸素が存在しない状態を維持でき、また水も発生しない状態を実現することができる。そして、このような炉内雰囲気であることで、混合物に対して均一に還元処理が進行していき、生成したメタルが再酸化するおそれがなく、よって高い品質のフェロニッケルが得られる。 Specifically, in an electrically heated reduction furnace, the reduction process is performed by heating the furnace to a predetermined temperature using electrical energy while keeping the inside of the furnace at positive pressure (1 atmosphere or more) while flowing inert gas. conduct. In such an electrically heated reduction furnace, it is possible to maintain a state in which substantially no oxygen exists in the furnace, and it is also possible to realize a state in which no water is generated. With such an atmosphere in the furnace, the reduction treatment progresses uniformly on the mixture, and there is no fear that the produced metal will be re-oxidized, so that high quality ferronickel can be obtained.

なお、混合物の還元炉への投入時には、不可避的に混合物ともに空気(酸素)が持ち込まれてしまう。この混合物と一緒に炉内に持ち込まれた酸素によって還元反応がばらついたりメタルが再酸化されたりすることがある。 Note that when the mixture is introduced into the reduction furnace, air (oxygen) is inevitably brought into the mixture. Oxygen brought into the furnace together with this mixture may cause variations in the reduction reaction or reoxidation of the metal.

そこで本発明では、炉内に混合物の投入箇所に還元ガスを供給する方法も用いた。還元ガスの供給によって炉内に持ち込まれた酸素が供給された還元ガスと反応して消費されるので、ペレットの酸化等特性に悪影響を及ぼすおそれがなくなる。供給する還元ガスとしては、水素及び一酸化炭素の1種以上を用いることができる。炉内に持ち込まれる酸素量や還元ガスの反応性、コスト等を考慮して適したものを選定すればよい。 Therefore, in the present invention, a method of supplying reducing gas to the place where the mixture is introduced into the furnace is also used. Since the oxygen brought into the furnace by the supply of the reducing gas reacts with the supplied reducing gas and is consumed, there is no possibility of adverse effects on the properties of the pellets such as oxidation. As the reducing gas to be supplied, one or more of hydrogen and carbon monoxide can be used. An appropriate one may be selected in consideration of the amount of oxygen brought into the furnace, the reactivity of reducing gas, cost, etc.

また、本実施の形態に係る製錬方法は、電気による加熱であることから、加熱時には二酸化炭素(CO)が発生することもない。したがって、加熱用燃料に石炭や重油、LNG等を用いた場合と比較して、特に製錬所でのCO排出量を有効に削減することができる。さらに、バーナーによる加熱方式と比較して、排ガス量が非常に少なくなるため、排ガスと共に持ち去られる熱エネルギーが極めて少なくなる。具体的に、電気を使用した場合では、石炭やLNG(液化天然ガス)等のバーナーを用いた場合と比較して、数10~50%程度のエネルギー消費を抑えることができ、極めて効率的な製錬操業を行うことが可能となる。 Further, since the smelting method according to the present embodiment uses electricity for heating, carbon dioxide (CO 2 ) is not generated during heating. Therefore, compared to the case where coal, heavy oil, LNG, etc. are used as the heating fuel, it is possible to effectively reduce CO 2 emissions, especially in the smelter. Furthermore, compared to a heating method using a burner, the amount of exhaust gas is much smaller, so the amount of thermal energy carried away with the exhaust gas is also extremely small. Specifically, when using electricity, energy consumption can be reduced by several tens to 50% compared to using burners such as coal or LNG (liquefied natural gas), making it extremely efficient. It becomes possible to carry out smelting operations.

加えて、排ガス量が少ないことから、ダストの発生を大きく抑えることができる。そのため、排ガス処理やダスト回収にかかる費用や設備費を有効に低減できる。 In addition, since the amount of exhaust gas is small, the generation of dust can be greatly suppressed. Therefore, costs and equipment costs for exhaust gas treatment and dust collection can be effectively reduced.

さらに、電気による加熱では、温度を容易にかつ精度よく制御できるという利点がある。このことから、還元炉としてはより具体的に、一連の加熱や冷却処理を連続して行う移動炉床炉(電気加熱式の移動炉床炉)を用いることが特に適している。 Furthermore, electrical heating has the advantage that temperature can be easily and accurately controlled. For this reason, it is particularly suitable to use a mobile hearth furnace (electrically heated mobile hearth furnace) that continuously performs a series of heating and cooling treatments as the reduction furnace.

移動炉床炉としては、特に限定されず、例えば、円形状であって複数の処理領域に区分けされた回転炉床炉を用いることができる。回転炉床炉では、所定の方向に回転しながら、各領域においてそれぞれの処理を行う。回転炉床炉では、各領域を通過する際の時間(移動時間、回転時間)を制御することで、それぞれの領域での処理温度、処理時間を調整することができ、回転炉床炉が1回転する毎に混合物が製錬処理される。また、移動炉床炉としては、ローラーハースキルン等を用いてもよい。 The mobile hearth furnace is not particularly limited, and for example, a rotary hearth furnace that is circular and divided into a plurality of processing areas can be used. A rotary hearth furnace rotates in a predetermined direction while performing different treatments in each region. In a rotary hearth furnace, the processing temperature and processing time in each region can be adjusted by controlling the time taken to pass through each region (travel time, rotation time). Each rotation smelts the mixture. Further, as the mobile hearth furnace, a roller hearth kiln or the like may be used.

(還元炉)
以下、本発明で用いられる還元炉について詳述する。図2は、実施形態に係る還元炉の一例を示す斜視図である。図3は、図2の還元炉の平面図である。図4は、図2のA-A線に沿った断面図である。図5は、図4のB-B線に沿った断面図である。図6は、図2のC-C線に沿った断面図である。
(reduction furnace)
The reduction furnace used in the present invention will be described in detail below. FIG. 2 is a perspective view showing an example of the reduction furnace according to the embodiment. FIG. 3 is a plan view of the reduction furnace of FIG. 2. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2. FIG. 5 is a sectional view taken along line BB in FIG. 4. FIG. 6 is a sectional view taken along line CC in FIG. 2.

図2~図4に示すように、実施形態に係る還元炉1は、移動炉床炉の一種である回転炉床炉10になっている。具体的には、回転炉床炉10(還元炉1)は、ペレット状等に成形された混合物Pの還元処理が行われる円筒又は円柱状の炉床炉本体11と、混合物Pを回転炉床炉10(還元炉1)の炉内部16に投入する投入部21と、混合物Pの還元処理が行われた後に得られる生成物を回収する回収部25と、投入部21に還元ガスRGを供給する還元剤供給部70と、を備える。 As shown in FIGS. 2 to 4, the reduction furnace 1 according to the embodiment is a rotary hearth furnace 10, which is a type of mobile hearth furnace. Specifically, the rotary hearth furnace 10 (reduction furnace 1) includes a cylindrical or cylindrical hearth furnace main body 11 in which a reduction treatment of a mixture P formed into pellets or the like is performed, and a rotary hearth furnace body 11 in which a mixture P is transferred into a rotary hearth. Reducing gas RG is supplied to the input section 21 that inputs into the furnace interior 16 of the furnace 10 (reduction furnace 1), the recovery section 25 that recovers the product obtained after the mixture P is reduced, and the input section 21. A reducing agent supply section 70 is provided.

ここで、炉内部16とは、還元炉1である回転炉床炉10の内部を意味する。なお、炉床炉本体11の内部を本体内部36、投入部21の内部を投入部内部26、回収部25の内部を回収部内部27とする。炉内部16は、本体内部36と投入部内部26と回収部内部27との合計である。なお、還元剤供給部70の内部空間は、炉内部16に含めないものとする。 Here, the furnace interior 16 means the inside of the rotary hearth furnace 10, which is the reduction furnace 1. Note that the inside of the hearth furnace body 11 is referred to as a main body interior 36, the interior of the input section 21 is referred to as an input section interior 26, and the interior of the recovery section 25 is referred to as a recovery section interior 27. The inside of the furnace 16 is the sum of the inside of the main body 36, the inside of the input section 26, and the inside of the recovery section 27. Note that the internal space of the reducing agent supply section 70 is not included in the furnace interior 16.

図4に示すように、炉床炉本体11の本体内部36には、載置された混合物Pを矢印Mの方向に回転可能な回転炉床12が設けられる。投入部21の投入部内部26、には、矢印Iの方向に導入された混合物Pを回転炉床12上に搬送可能な搬送部321が設けられる。回収部25の回収部内部27には、混合物Pの還元処理が行われた後に得られる生成物を回転炉床12から受け取り、矢印Oの方向に排出して回収するために搬送可能な搬送部325が設けられる。回転炉床炉10では、投入部21に投入された混合物Pを、炉床炉本体11の回転炉床12上で還元し、混合物Pの還元処理が行われた後に得られる生成物を回収部25で回収することができるようになっている。 As shown in FIG. 4, a rotary hearth 12 is provided inside the main body 36 of the hearth furnace main body 11 and is capable of rotating the placed mixture P in the direction of an arrow M. Inside the input section 26 of the input section 21, a conveyance section 321 capable of conveying the mixture P introduced in the direction of the arrow IP onto the rotary hearth 12 is provided. Inside the recovery unit 27 of the recovery unit 25, there is a transportable conveyor for receiving the product obtained after the reduction treatment of the mixture P from the rotary hearth 12, discharging it in the direction of the arrow OS , and recovering it. A section 325 is provided. In the rotary hearth furnace 10, the mixture P introduced into the input section 21 is reduced on the rotary hearth 12 of the hearth furnace main body 11, and the product obtained after the reduction treatment of the mixture P is carried out in the recovery section. It can be collected at 25.

図5に示すように、回転炉床炉10の炉床炉本体11は、本体底部31と、本体側面部32のうちの内側側面である本体第1側面部33と、本体側面部32のうちの外側側面である本体第2側面部34と、本体頂部35と、で囲繞されることにより本体内部36が形成されている。 As shown in FIG. 5, the hearth furnace body 11 of the rotary hearth furnace 10 includes a body bottom portion 31, a body first side surface portion 33 which is the inner side surface of the body side surface portions 32, and A main body interior 36 is formed by being surrounded by a main body second side surface portion 34, which is an outer side surface of the main body, and a main body top portion 35.

炉床炉本体11では、本体底部31と、本体第1側面部33と、本体第2側面部34と、本体頂部35とは、それぞれ、外部側に外面部材41が配置され、本体内部36側に断熱材42が配置される。 In the hearth furnace body 11, the body bottom portion 31, the body first side surface portion 33, the body second side surface portion 34, and the body top portion 35 each have an outer surface member 41 disposed on the outside, and an outer surface member 41 is disposed on the body inside 36 side. A heat insulating material 42 is disposed at.

図5に示すように、炉床炉本体11では、本体側面部32(33、34)と本体頂部35とにおける本体内部36の断熱材42の表面に、電気ヒーター50が設けられる。すなわち、還元炉1は、本体側面部32(33、34)と本体頂部35とにおける本体内部36に、電気ヒーター50が設けられる。 As shown in FIG. 5, in the hearth furnace main body 11, an electric heater 50 is provided on the surface of the heat insulating material 42 inside the main body 36 at the main body side parts 32 (33, 34) and the main body top part 35. That is, in the reduction furnace 1, an electric heater 50 is provided inside the main body 36 at the main body side parts 32 (33, 34) and the main body top part 35.

具体的には、炉床炉本体11は、本体側面部32のうちの本体第1側面部33における本体内部36に、電気ヒーター50としての第1側面電気ヒーター53が設けられる。また、炉床炉本体11は、本体側面部32のうちの本体第2側面部34における本体内部36に、電気ヒーター50としての第2側面電気ヒーター54が設けられる。さらに、炉床炉本体11は、本体頂部35における本体内部36に、電気ヒーター50としての頂部電気ヒーター55が設けられる。 Specifically, the hearth furnace main body 11 is provided with a first side electric heater 53 as the electric heater 50 in the main body interior 36 of the main body first side surface portion 33 of the main body side portion 32 . Further, in the hearth furnace main body 11 , a second side electric heater 54 as an electric heater 50 is provided inside the main body 36 of the main body second side surface portion 34 of the main body side portion 32 . Further, the hearth furnace body 11 is provided with a top electric heater 55 as an electric heater 50 inside the body 36 at the top 35 of the body.

第1側面電気ヒーター53、第2側面電気ヒーター54、頂部電気ヒーター55等の電気ヒーター50の構造は特に限定されない。図5には、棒状の発熱体58が図5の紙面の表裏にU字状の屈曲を複数回繰り返すことにより、図5の紙面の垂直方向に沿って全体的に略矩形になるように形成された構造の電気ヒーター50を示した。図2~図4では、本体内部36に配置された電気ヒーター50を、破線の矩形や実線の矩形で示しているが、これらは、全体的に略矩形になるように形成された構造の電気ヒーター50を示す。 The structure of the electric heaters 50, such as the first side electric heater 53, the second side electric heater 54, and the top electric heater 55, is not particularly limited. In FIG. 5, a rod-shaped heating element 58 is formed into a substantially rectangular shape as a whole along the vertical direction of the page of FIG. 5 by repeating U-shaped bending multiple times on the front and back sides of the page of FIG. An electric heater 50 having a similar structure is shown. In FIGS. 2 to 4, the electric heater 50 disposed inside the main body 36 is shown as a broken line rectangle or a solid line rectangle. A heater 50 is shown.

電気ヒーター50を構成する発熱体58としては、例えば、炭化ケイ素SiC発熱体、二ケイ化モリブデンMoSiO発熱体、グラファイト発熱体等が用いられる。このうち、炭化ケイ素SiC発熱体及び二ケイ化モリブデンMoSiO発熱体は、混合物Pの還元処理に影響を及ぼすおそれが小さく、また取り扱いが容易であり、さらに耐久性が高く、比較的安価であるため好ましい。 As the heating element 58 constituting the electric heater 50, for example, a silicon carbide SiC heating element, a molybdenum disilicide MoSiO 2 heating element, a graphite heating element, etc. are used. Among these, the silicon carbide SiC heating element and the molybdenum disilicide MoSiO 2 heating element are less likely to affect the reduction treatment of the mixture P, are easy to handle, have high durability, and are relatively inexpensive. Therefore, it is preferable.

電気ヒーター50は、全体的に略矩形に形成された発熱体58からなり、一般的に厚みが小さく、かつ非常に高い精度での温度制御が可能である。このため、本体側面部32と本体頂部35とに電気ヒーター50を設けた回転炉床炉10によれば、非常に高い精度で温度制御が可能な均熱帯域を、本体内部36中で広くとることが容易である。したがって、本体側面部32と本体頂部35とに電気ヒーター50を設けた回転炉床炉10によれば、外形の大きさに比較して混合物Pの効率的な還元反応を行い易い。 The electric heater 50 consists of a heating element 58 that is generally rectangular in shape, has a generally small thickness, and can control temperature with very high precision. For this reason, according to the rotary hearth furnace 10 in which the electric heater 50 is provided in the main body side part 32 and the main body top part 35, a wide soaking zone is provided inside the main body 36, which allows temperature control with very high precision. It is easy to do. Therefore, according to the rotary hearth furnace 10 in which the electric heater 50 is provided on the main body side part 32 and the main body top part 35, it is easy to carry out an efficient reduction reaction of the mixture P compared to the external size.

これに対し、バーナーを用いる従来の回転炉床炉では、炉床上の混合物Pの周囲に均熱帯域を形成するための大きな均熱化補助領域が必要であり、また、均熱帯域を高い精度で温度制御することも困難である。例えば、バーナーを用いる従来の回転炉床炉では、炉床上の混合物Pの周囲に均熱帯域を形成するために加熱気体の安定した流れを形成する必要がある。このため、バーナーを用いる従来の回転炉床炉では、通常、炉床炉本体の本体内部に給気を行う給気部と、本体内部から排気を行う排気部とが、それぞれ、混合物Pから大きな距離を有するように形成される。すなわち、バーナーを用いる従来の回転炉床炉では、通常、混合物Pと炉床炉本体の給気部との間に大きな均熱化補助領域が必要であり、かつ混合物Pと炉床炉本体の排気部との間に大きな均熱化補助領域が必要である。 On the other hand, in a conventional rotary hearth furnace using a burner, a large soaking auxiliary area is required to form a soaking zone around the mixture P on the hearth, and the soaking zone is formed with high precision. It is also difficult to control the temperature. For example, in conventional rotary hearth furnaces using burners, it is necessary to create a steady flow of heated gas to create a soaking zone around the mixture P on the hearth. For this reason, in a conventional rotary hearth furnace using a burner, an air supply section that supplies air to the inside of the hearth furnace body and an exhaust section that exhausts air from the inside of the main body are usually operated to remove large amounts of air from the mixture P. formed to have a distance. That is, in a conventional rotary hearth furnace using a burner, a large soaking area is usually required between the mixture P and the air supply part of the hearth furnace body, and a large area between the mixture P and the hearth furnace body is required. A large heat equalization auxiliary area is required between the exhaust section and the exhaust section.

また、LNGバーナーを用いる従来の回転炉床炉では、通常、回転炉床炉の炉床炉本体の周囲にLNG供給装置や排気装置等の補機が設けられるため、回転炉床炉全体がさらに大型化する。さらに、微粉炭バーナーを用いる従来の回転炉床炉では、排気装置等の補機に加え、回転炉床炉の炉床炉本体の内周側面に投炭装置等の補機が設けられることで回転炉床炉全体がさらに大型化する。このように、バーナーを用いる従来の回転炉床炉は、回転炉床炉の大きさに比較して混合物Pの効率的な還元反応を行い難い。 In addition, in conventional rotary hearth furnaces that use LNG burners, auxiliary equipment such as LNG supply equipment and exhaust equipment are usually installed around the hearth furnace body of the rotary hearth furnace, so the entire rotary hearth furnace is Become larger. Furthermore, in conventional rotary hearth furnaces that use pulverized coal burners, in addition to auxiliary equipment such as exhaust equipment, auxiliary equipment such as coal charging equipment is installed on the inner peripheral side of the hearth furnace body of the rotary hearth furnace. The entire rotary hearth furnace becomes even larger. As described above, it is difficult for the conventional rotary hearth furnace using a burner to perform an efficient reduction reaction of the mixture P compared to the size of the rotary hearth furnace.

なお、バーナー炉では加熱気体の流れを用いて均熱帯域を形成する。しかし、電気ヒーター50を用いる電気炉では、加熱気体の流れを用いないために均熱帯域が電気ヒーター50の近傍に形成される。このため、仮に、回転炉床炉10において本体側面部32及び本体頂部35の一方のみに電気ヒーター50を設けた場合は、均熱帯域を本体内部36中で広くとることが困難になり易い。 Note that in the burner furnace, a soaking zone is formed using a flow of heated gas. However, in the electric furnace using the electric heater 50, a soaking zone is formed near the electric heater 50 because a flow of heating gas is not used. For this reason, if the electric heater 50 is provided only on one of the main body side part 32 and the main body top part 35 in the rotary hearth furnace 10, it is likely to be difficult to widen the soaking zone inside the main body 36.

これに対し、本体側面部32と本体頂部35とに電気ヒーター50を設けた回転炉床炉10によれば、均熱帯域を本体内部36中で広くとることが容易であり、バーナー加熱式の従来の回転炉床炉に比較して、同じ大きさの炉であってもより多くの鉱石を処理することができる。そして、電気加熱方式の回転炉床炉10によれば、非常に高い精度で温度制御が可能であり、高特性かつ品質ばらつきの小さいフェロニッケルを製造することができる。 On the other hand, according to the rotary hearth furnace 10 in which the electric heater 50 is provided on the main body side part 32 and the main body top part 35, it is easy to widen the soaking zone inside the main body 36, and the burner heating type Compared to traditional rotary hearth furnaces, more ore can be processed with the same size furnace. According to the electric heating type rotary hearth furnace 10, temperature control is possible with very high precision, and ferronickel with high characteristics and small quality variations can be manufactured.

なお、回転炉床炉10では、本体側面部32(33、34)と本体頂部35とにおける本体内部36の断熱材42の表面に、電気ヒーター50が設けられる例を示した。しかし、回転炉床炉10の変形例として、本体底部31に電気ヒーター50がさらに設けられる回転炉床炉や、本体側面部32の本体第1側面部33及び本体第2側面部34の一方だけに電気ヒーター50が設けられる回転炉床炉としてもよい。 In addition, in the rotary hearth furnace 10, an example is shown in which the electric heater 50 is provided on the surface of the heat insulating material 42 inside the main body 36 at the main body side parts 32 (33, 34) and the main body top part 35. However, as a modified example of the rotary hearth furnace 10, there is a rotary hearth furnace in which an electric heater 50 is further provided on the main body bottom 31, or only one of the main body first side surface 33 and the main body second side surface 34 of the main body side surface 32 is provided. It may also be a rotary hearth furnace in which an electric heater 50 is provided.

また、回転炉床炉10では、第1側面電気ヒーター53が12個、第2側面電気ヒーター54が20個、頂部電気ヒーター55が12個設けられる例を示した。しかし、回転炉床炉10の変形例として、第1側面電気ヒーター53、第2側面電気ヒーター54、及び頂部電気ヒーター55の数を、それぞれ、適宜変更した回転炉床炉としてもよい。 Further, in the rotary hearth furnace 10, an example is shown in which 12 first side electric heaters 53, 20 second side electric heaters 54, and 12 top electric heaters 55 are provided. However, as a modification of the rotary hearth furnace 10, a rotary hearth furnace may be used in which the numbers of the first side electric heater 53, the second side electric heater 54, and the top electric heater 55 are changed as appropriate.

さらに、回転炉床炉10では、炉床炉本体11のみに、電気ヒーター50が設けられる例を示した。しかし、回転炉床炉10の変形例として、投入部21及び回収部25の1種以上に電気ヒーター50が設けられる回転炉床炉としてもよい。 Furthermore, in the rotary hearth furnace 10, an example is shown in which the electric heater 50 is provided only in the hearth furnace main body 11. However, as a modification of the rotary hearth furnace 10, it may be a rotary hearth furnace in which one or more of the input section 21 and the recovery section 25 are provided with an electric heater 50.

<処理ゾーン>
還元炉1である回転炉床炉10は、異なる反応温度に制御可能に仕切られた処理ゾーン60を炉内部16に複数個備える移動炉床炉10になっている。具体的には、図3及び図4に示すように、回転炉床炉10は、炉内部16に、複数個の処理ゾーン60として、投入ゾーン61、昇温ゾーン62、温度保持ゾーン63、冷却ゾーン64、及び回収ゾーン65を含む。
<Processing zone>
The rotary hearth furnace 10, which is the reduction furnace 1, is a mobile hearth furnace 10 that has a plurality of treatment zones 60 in the furnace interior 16 that are controllably partitioned to have different reaction temperatures. Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, the rotary hearth furnace 10 has a plurality of processing zones 60 in the furnace interior 16, including a charging zone 61, a temperature raising zone 62, a temperature holding zone 63, and a cooling zone. zone 64 and recovery zone 65.

より具体的には、図3及び図4に示すように、回転炉床炉10は、投入部21に設けられた投入ゾーン61と、炉床炉本体11に設けられた昇温ゾーン62、温度保持ゾーン63及び冷却ゾーン64と、回収部25に設けられた回収ゾーン65とを含む。 More specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, the rotary hearth furnace 10 includes a charging zone 61 provided in the charging section 21, a temperature increasing zone 62 provided in the hearth furnace main body 11, and a temperature increasing zone 62 provided in the hearth furnace main body 11. It includes a holding zone 63, a cooling zone 64, and a recovery zone 65 provided in the recovery section 25.

処理ゾーン60を異なる反応温度に制御可能にするため、隣接する処理ゾーン60は仕切り部材120で仕切られている。具体的には、炉床炉本体11において、隣接して設けられた昇温ゾーン62、温度保持ゾーン63及び冷却ゾーン64は、それぞれ、仕切り部材122、123、124で仕切られている。より具体的には、炉床炉本体11において、昇温ゾーン62と温度保持ゾーン63との間が仕切り部材122で仕切られ、温度保持ゾーン63と冷却ゾーン64との間が仕切り部材123で仕切られ、冷却ゾーン64と昇温ゾーン62との間が仕切り部材124で仕切られている。 Adjacent processing zones 60 are separated by a partition member 120 in order to allow the processing zones 60 to be controlled at different reaction temperatures. Specifically, in the hearth furnace body 11, the temperature raising zone 62, the temperature holding zone 63, and the cooling zone 64, which are provided adjacent to each other, are partitioned by partition members 122, 123, and 124, respectively. More specifically, in the hearth furnace body 11, the temperature raising zone 62 and the temperature holding zone 63 are partitioned by a partition member 122, and the temperature holding zone 63 and the cooling zone 64 are partitioned by a partition member 123. The cooling zone 64 and the temperature increasing zone 62 are separated by a partition member 124.

また、回転炉床炉10において、投入部21に設けられた投入ゾーン61と炉床炉本体11に設けられた昇温ゾーン62との間が仕切り部材121で仕切られ、炉床炉本体11に設けられた冷却ゾーン64と回収部25に設けられた回収ゾーン65との間が仕切り部材125で仕切られている。 Furthermore, in the rotary hearth furnace 10 , a charging zone 61 provided in the charging section 21 and a temperature rising zone 62 provided in the hearth furnace main body 11 are partitioned off by a partition member 121 . The provided cooling zone 64 and the recovery zone 65 provided in the recovery section 25 are partitioned off by a partition member 125.

図5に仕切り部材122を示し、図6に仕切り部材121を示す。なお、図5に示す仕切り部材122、及び図6に示す仕切り部材121は、共に、混合物Pよりも紙面奥側に配置されている。図5及び図6では、混合物Pよりも紙面奥側に配置された仕切り部材122及び仕切り部材121の表面を示している。 FIG. 5 shows the partition member 122, and FIG. 6 shows the partition member 121. Note that both the partition member 122 shown in FIG. 5 and the partition member 121 shown in FIG. 6 are arranged further back than the mixture P in the paper plane. 5 and 6 show the surfaces of the partitioning member 122 and the partitioning member 121, which are arranged on the back side of the paper plane than the mixture P.

仕切り部材120の形状は、特に限定されないが、例えば、板状体が用いられる。仕切り部材120の材質は、十分な耐熱性を有する限り特に限定されないが、例えば、SiC等の耐火セラミックス、アルミナ、シリカ、マグネシア等を主成分とする耐火煉瓦や耐火ボード、及び高温用金属が用いられる。 Although the shape of the partition member 120 is not particularly limited, for example, a plate-shaped body is used. The material of the partition member 120 is not particularly limited as long as it has sufficient heat resistance, but for example, fireproof ceramics such as SiC, firebricks or fireproof boards whose main components are alumina, silica, magnesia, etc., and high-temperature metals may be used. It will be done.

処理ゾーン60を異なる反応温度に制御可能にするため、各電気ヒーター50の出力を個別に制御可能になっている。なお、電気ヒーター50の出力の制御は、電気ヒーター50の1個以上において、必要により同一値に設定してもよい。電気ヒーター50の出力の制御は、例えば、図示しない温度計で測定した値に基づいて行う。各処理ゾーン60は、仕切り部材120及び各電気ヒーター50の出力の制御により、それぞれ異なる反応温度に制御可能になっている。 The output of each electric heater 50 can be individually controlled to allow the treatment zone 60 to be controlled to different reaction temperatures. Note that the output of the electric heaters 50 may be controlled to the same value for one or more of the electric heaters 50, if necessary. The output of the electric heater 50 is controlled based on, for example, a value measured with a thermometer (not shown). Each processing zone 60 can be controlled to a different reaction temperature by controlling the output of the partition member 120 and each electric heater 50.

なお、回転炉床炉10では処理ゾーン60が投入ゾーン61、昇温ゾーン62、温度保持ゾーン63、冷却ゾーン64、及び回収ゾーン65を含む。しかし、回転炉床炉10の変形例として、これらの1個以上の処理ゾーン60を含まない態様、又は上記以外の処理ゾーン60をさらに含む態様の回転炉床炉としてもよい。 In the rotary hearth furnace 10, the processing zone 60 includes an input zone 61, a temperature raising zone 62, a temperature holding zone 63, a cooling zone 64, and a recovery zone 65. However, as a modification of the rotary hearth furnace 10, it may be a rotary hearth furnace that does not include one or more of these processing zones 60 or that further includes a processing zone 60 other than those described above.

<還元剤供給部>
図2及び図6に示すように、回転炉床炉10は、混合物Pを炉内部16に投入する投入部21に還元ガスRGを供給する還元剤供給部70を備える。還元剤供給部70は、投入部21を構成する外面部材221の上方から投入部21内に還元ガスRGを供給する還元剤導入部75を備える。
<Reducing agent supply section>
As shown in FIGS. 2 and 6, the rotary hearth furnace 10 includes a reducing agent supply section 70 that supplies a reducing gas RG to an input section 21 that inputs the mixture P into the furnace interior 16. The reducing agent supply section 70 includes a reducing agent introduction section 75 that supplies the reducing gas RG into the input section 21 from above the outer surface member 221 that constitutes the input section 21 .

還元剤導入部75は、外面部材221の上方に配置されることにより、還元剤導入部75から投入部21内に供給される還元ガスRGが下方の混合物Pに向けて供給されるようになっている。これにより、還元剤導入部75から投入部21内に供給される還元ガスRGが、投入部21の投入部内部26、特に混合物Pの周囲を含む部分に、十分に供給されるようになっている。回転炉床炉10では、前記還元処理の際に、還元剤供給部70に還元ガスRGを供給する。還元剤供給部70では、混合物Pを炉内部16に投入する際に不可避的に持ち込まれる酸素と投入部21内に供給された還元ガスRGとを反応させることで、炉内部16の酸素濃度をより一層下げることができるようになっている。 By disposing the reducing agent introduction part 75 above the outer surface member 221, the reducing gas RG supplied from the reducing agent introduction part 75 into the input part 21 is supplied toward the mixture P below. ing. As a result, the reducing gas RG supplied from the reducing agent introducing section 75 into the charging section 21 is sufficiently supplied to the charging section interior 26 of the charging section 21, particularly to the portion including the periphery of the mixture P. There is. In the rotary hearth furnace 10, the reducing gas RG is supplied to the reducing agent supply section 70 during the reduction process. In the reducing agent supply section 70, the oxygen concentration in the furnace interior 16 is reduced by causing the oxygen that is inevitably brought in when charging the mixture P into the furnace interior 16 to react with the reducing gas RG supplied into the charging section 21. Now it can be lowered even further.

[分離工程]
分離工程S4では、還元工程S3にて生成した還元物からスラグを分離して、メタル(フェロニッケル)を回収する。具体的には、ペレットに対する還元処理によって得られた、メタル相(メタル固相)とスラグ相(スラグ固相)とを含む混在物(還元物)から、メタル相を回収する。
[Separation process]
In the separation step S4, slag is separated from the reduced product produced in the reduction step S3, and metal (ferronickel) is recovered. Specifically, the metal phase is recovered from a mixture (reduced product) containing a metal phase (metal solid phase) and a slag phase (slag solid phase) obtained by reducing the pellets.

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。 Methods for separating the metal phase and slag phase from the mixture of metal phase and slag phase obtained as a solid include, for example, in addition to removing unnecessary substances by sieving, separation by specific gravity, separation by magnetic force, etc. 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、上述の還元工程S3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。 In addition, the obtained metal phase and slag phase can be easily separated because of their poor wettability, and the large inclusions obtained in the above-mentioned reduction step S3 can be separated, for example, by a predetermined head. The metal phase and the slag phase can be easily separated from the mixed materials by providing a filter and dropping it, or by applying a shock such as a predetermined vibration during sieving.

以下、本発明の実施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。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail by showing examples, but the present invention is not limited to the following examples.

[混合処理工程]
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:76重量%、平均粒径:約63μm)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。炭素質還元剤は、ニッケル酸化鉱石に含まれる酸化ニッケルと酸化鉄(Fe)とを過不足なく還元するのに必要な量100質量%に対して31質量%の割合となる量で含有させた。
[Mixing process]
Appropriate amounts of nickel oxide ore as raw material ore, iron ore, silica sand and limestone as flux components, binder, and carbonaceous reducing agent (coal powder, carbon content: 76% by weight, average particle size: approximately 63 μm) A mixture was obtained by mixing using a mixer while adding water. The carbonaceous reducing agent is used in an amount that is 31% by mass relative to 100% by mass, which is the amount necessary to reduce nickel oxide and iron oxide (Fe 2 O 3 ) contained in the nickel oxide ore. Contained.

[混合物成形工程]
次に、得られた混合物を、パン型造粒機を用いて造粒してペレットとし、φ16.0±0.7mmの大きさに篩った。その後、篩ったペレット試料を3つに分け、各試料を次の還元工程に供した。
[Mixture forming process]
Next, the obtained mixture was granulated into pellets using a pan-type granulator, and the pellets were sieved to a size of φ16.0±0.7 mm. Thereafter, the sieved pellet sample was divided into three parts, and each sample was subjected to the next reduction step.

[還元工程]
各試料を図2に示す還元炉1(回転炉床炉10)に装入して、下記表3に示す条件で還元処理を施した。
還元処理は、全て同じ大きさの電気加熱式の還元炉を用い、還元温度を1380℃、還元時間(すなわち1380℃での保持時間)を25分とした。還元炉内には、その炉床に灰(主成分はSiO、その他の成分としてAl、MgO等の酸化物を少量含有する)を敷き、その上にペレットを載置するようにした。
[Reduction process]
Each sample was charged into the reduction furnace 1 (rotary hearth furnace 10) shown in FIG. 2, and subjected to reduction treatment under the conditions shown in Table 3 below.
For the reduction treatment, electrically heated reduction furnaces of the same size were used, the reduction temperature was 1380°C, and the reduction time (that is, the holding time at 1380°C) was 25 minutes. Inside the reduction furnace, ash (mainly composed of SiO 2 , containing small amounts of oxides such as Al 2 O 3 and MgO as other components) is spread on the hearth, and pellets are placed on top of it. did.

より具体的に、実施例1~2では、炉内への混合物の投入箇所(投入部21)の還元剤供給部70に表3に示す還元ガスを供給した。還元ガスの供給量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(Fe)とを過不足なく還元するのに必要な量を100%としたときに3%とした。 More specifically, in Examples 1 and 2, the reducing gas shown in Table 3 was supplied to the reducing agent supply section 70 at the point where the mixture was introduced into the furnace (input section 21). The amount of reducing gas supplied was set to 3% when the amount necessary to reduce the nickel oxide and iron oxide (Fe 2 O 3 ) contained in the nickel oxide ore, which is the raw material ore, to 100%. .

また、比較例1では実施例と同じ電気加熱式の還元炉を用いたが、混合物の投入箇所(投入部21)の還元剤供給部70には還元ガスは供給しなかった。 Further, in Comparative Example 1, the same electrically heated reducing furnace as in the example was used, but no reducing gas was supplied to the reducing agent supply section 70 at the place where the mixture was introduced (input section 21).

このようにして還元処理を行って得られた還元物について、ニッケル(Ni)メタル率、メタル中ニッケル(Ni)含有率を、ICP発光分光分析器(SHIMAZU S-8100)により分析して算出した。下記表3に、分析結果から算出した値を示す。
なお、ニッケルメタル率は[1]式、メタル中ニッケル含有率は[2]式で算出した。
Niメタル率=ペレット中のメタル化したNiの量÷(ペレット中の全てNiの量)×100(%) ・・・[1]式
メタル中Ni含有率=ペレット中のメタル化したNiの量÷(ペレット中のメタルしたNiとFeの合計量)×100(%) ・・・[2]式
The nickel (Ni) metal ratio and the nickel (Ni) content in the metal of the reduced product obtained by performing the reduction treatment in this way were analyzed and calculated using an ICP emission spectrometer (SHIMAZU S-8100). . Table 3 below shows the values calculated from the analysis results.
The nickel metal ratio was calculated by formula [1], and the nickel content in metal was calculated by formula [2].
Ni metal ratio = amount of metalized Ni in the pellet ÷ (amount of all Ni in the pellet) x 100 (%) ... Formula [1] Ni content rate in metal = amount of metalized Ni in the pellet ÷ (Total amount of metalized Ni and Fe in the pellet) x 100 (%) ... Formula [2]

また、得られた還元物については、湿式処理よる粉砕を行った後、磁力選別によってメタルを回収した。そして、投入したニッケル酸化鉱石のニッケル含有率と投入量、そして回収したニッケル量からニッケル(Ni)メタル回収率を算出した。なお、ニッケルメタルの回収率は[3]式のとおりである。
Niメタル回収率=回収されたNiの量÷(投入した鉱石の量×鉱石中のNi含有割合)×100 ・・・・・[3]式
Further, the obtained reduced product was pulverized by wet processing, and then the metal was recovered by magnetic separation. Then, the nickel (Ni) metal recovery rate was calculated from the nickel content of the nickel oxide ore, the amount of nickel, and the amount of nickel recovered. Note that the recovery rate of nickel metal is as shown in equation [3].
Ni metal recovery rate = Amount of Ni recovered ÷ (Amount of ore input x Ni content ratio in ore) x 100 ... Formula [3]

Figure 2024010512000004
Figure 2024010512000004

表3に示されるように、電気加熱式還元炉を使用して還元処理を行った実施例1~2では、良好な結果が得られた。すなわち、ニッケルメタル化率は96%以上であり、メタル中ニッケル含有量は17%以上であり、またメタル回収率は96%以上であった。一方で、還元炉への投入口に還元ガスを供給せずに還元処理を行った比較例1では、実施例と比較して悪い結果となった。 As shown in Table 3, good results were obtained in Examples 1 and 2 in which the reduction treatment was performed using an electrically heated reduction furnace. That is, the nickel metalization rate was 96% or more, the nickel content in the metal was 17% or more, and the metal recovery rate was 96% or more. On the other hand, in Comparative Example 1, in which reduction treatment was performed without supplying reducing gas to the inlet to the reduction furnace, results were worse than in Examples.

このような結果となった理由として、実施例1~2では、電気加熱式還元炉を使用した還元処理を行ったことから、温度を高い精度で制御できたうえに、実質的に酸素や水がない雰囲気で処理することができ、これにより、還元反応が均一に生じ、かつ生成されたメタルの再酸化が起きなかったためと考えられる。また、電気加熱式還元炉であることから、炉周辺でのCOの排出はなく、微粉炭やLNGによるバーナー加熱と比較して大幅にCO排出量を削減できた。 The reason for this result is that in Examples 1 and 2, the reduction process was carried out using an electrically heated reduction furnace, which not only allowed the temperature to be controlled with high precision, but also substantially reduced the amount of oxygen and water. This is thought to be because the process could be carried out in a free atmosphere, which allowed the reduction reaction to occur uniformly and the produced metal to not be reoxidized. Furthermore, since it is an electrically heated reduction furnace, there is no CO 2 emission around the furnace, and compared to burner heating using pulverized coal or LNG, CO 2 emissions can be significantly reduced.

1 還元炉
10 回転炉床炉(移動炉床炉)
11 炉床炉本体
12 回転炉床(炉床)
16 炉内部
21 投入部
22 昇温部
23 温度保持部
24 冷却部
25 回収部
26 投入部内部
27 回収部内部
32 本体底部
33 本体第1側面部(内側側面)
34 本体第2側面部(外側側面)
35 本体頂部
36 本体内部
41 外面部材
42 断熱材
50 電気ヒーター
53 第1側面電気ヒーター
54 第2側面電気ヒーター
55 頂部電気ヒーター
58 発熱体
60 処理ゾーン
61 投入ゾーン
62 昇温ゾーン
63 温度保持ゾーン
64 冷却ゾーン
65 回収ゾーン
70 還元剤供給部
75 還元剤導入部
120、121、122、123、124、125 仕切り部材
221、225 外面部材
321、325 搬送部
P ペレット(混合物)
RG 還元ガス

1 Reduction furnace 10 Rotary hearth furnace (mobile hearth furnace)
11 Hearth furnace body 12 Rotary hearth (hearth)
16 Inside of Furnace 21 Input Part 22 Temperature Raising Part 23 Temperature Holding Part 24 Cooling Part 25 Recovery Part 26 Inside Input Part 27 Inside Recovery Part 32 Bottom of Main Body 33 First Side of Main Body (Inner Side)
34 Main body second side surface (outer side surface)
35 Top of main body 36 Inside of main body 41 External member 42 Insulating material 50 Electric heater 53 First side electric heater 54 Second side electric heater 55 Top electric heater 58 Heating element 60 Processing zone 61 Input zone 62 Temperature raising zone 63 Temperature holding zone 64 Cooling Zone 65 Recovery zone 70 Reducing agent supply section 75 Reducing agent introduction section 120, 121, 122, 123, 124, 125 Partition member 221, 225 External member 321, 325 Conveyance section P Pellet (mixture)
RG reducing gas

Claims (4)

原料鉱石であるニッケル酸化鉱石を含む混合物を還元することによってフェロニッケルを製造するニッケル酸化鉱石の製錬方法であって、
前記ニッケル酸化鉱石と、炭素質還元剤と、を混合して塊状の混合物とし、
前記混合物を、熱源として電気を用いた電気加熱式の還元炉に装入し、該還元炉内で所定の還元温度に加熱して還元処理を施し、
前記還元炉は、前記混合物を前記還元炉の炉内部に投入する投入部に還元ガスを供給する還元剤供給部を備え、
前記還元処理の際に、前記還元剤供給部に前記還元ガスを供給する、
ニッケル酸化鉱石の製錬方法。
A nickel oxide ore smelting method for producing ferronickel by reducing a mixture containing nickel oxide ore as a raw material ore, the method comprising:
Mixing the nickel oxide ore and a carbonaceous reducing agent to form a lumpy mixture,
The mixture is charged into an electrically heated reduction furnace that uses electricity as a heat source, and is heated to a predetermined reduction temperature in the reduction furnace to perform a reduction treatment,
The reduction furnace includes a reducing agent supply unit that supplies reducing gas to an input unit that inputs the mixture into the inside of the reduction furnace,
supplying the reducing gas to the reducing agent supply section during the reduction process;
Method for smelting nickel oxide ore.
前記還元ガスは、水素及び一酸化炭素の1種以上である、
請求項1に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。
The reducing gas is one or more of hydrogen and carbon monoxide,
The method for smelting nickel oxide ore according to claim 1.
前記還元処理の還元温度は、1200℃以上1500℃以下である、
請求項1又は2に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。
The reduction temperature of the reduction treatment is 1200°C or more and 1500°C or less,
The method for smelting nickel oxide ore according to claim 1 or 2.
前記還元炉は、回転炉床炉である、
請求項1又は2に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。

The reduction furnace is a rotary hearth furnace,
The method for smelting nickel oxide ore according to claim 1 or 2.

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