JP2745429B2 - ケイ酸苦土ニッケル鉱石の処理方法 - Google Patents

ケイ酸苦土ニッケル鉱石の処理方法

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JP2745429B2 JP33012789A JP33012789A JP2745429B2 JP 2745429 B2 JP2745429 B2 JP 2745429B2 JP 33012789 A JP33012789 A JP 33012789A JP 33012789 A JP33012789 A JP 33012789A JP 2745429 B2 JP2745429 B2 JP 2745429B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はケイ酸苦土ニッケル鉱石の処理方法に関す
る。
(従来技術とその問題点) 現在、ケイ酸苦土ニッケル鉱石を原料とし、フェロニ
ッケルを製造する方法としては、Niの濃縮分離を行うこ
となく、Ni鉱石をキルンで乾燥、仮焼した後、電気炉中
に脈石ごと投入し溶解する方法が主として工業的に取ら
れている。
しかし、ケイ酸苦土ニッケル鉱石中のNi含有量は2%
程度と低く多量の脈石を含有しているので、上記の方法
の場合、不要の脈石成分までも高温(約1600℃)で溶解
しなければならず、高価な電気エネルギーを無駄に費や
すとともに多量に発生するスラグを無駄に投棄してい
る。したがってケイ酸苦土ニッケル鉱石中の脈石を効果
的に取り除く技術、すなわちNi濃縮技術の確立が強く望
まれている。
酸化ニッケル鉱石中のニッケルの濃縮分離法について
いくつかの報告はあるが、まだ工業化はされていない。
本出願人はすでにケイ酸苦土ニッケル鉱石の処理方法
について特許出願した(特開平1-100228)。この方法で
は、ケイ酸苦土ニッケル鉱石を塩酸で浸出処理してSiO2
を主成分とする浸出残渣とNi、Fe、Mgを含む浸出液とに
分離する工程(浸出工程)、浸出液を250℃以上、450℃
未満の温度で乾燥焙焼してNi、Feの全量とMgの一部を水
不溶物としかつHClを回収する工程(乾燥焙焼工程)、
焙焼生成物を水洗してNi、Feの全量とMgの一部からなる
水不溶物とMgCl2水溶液とに分離する工程(水洗工
程)、によりNi濃化物を得る。
しかし、乾燥と焙焼を同時に行うタイプの方法では焙
焼物の表面に乾燥物が付着していくため焙焼の不完全な
粒子が混入しNiの水不溶物の割合が安定しない場合があ
った。また上記の方法では、反応器内で乾燥と焙焼を同
時に行うため反応器内の滞留時間分布が広く、このため
目的の組成の焙焼物を安定して得られない問題点があっ
た。特に焙焼温度が高く滞留時間が長い場合はMgの水不
溶物への転化が多くなりNi濃化物のNi品位が低下する。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、乾燥工程と焙焼工程を分離し焙焼工程にお
ける粒子の滞留時間を適切にコントロールすることによ
りNi、Feを完全に水に不溶としかつMgの水不溶物への転
化を抑制し、高い品位のNi濃化物を安定して得ることを
図るものである。
(発明の構成) 本発明は、ケイ酸苦土ニッケル鉱石を塩酸で浸出処理
してSiO2を主成分とする浸出残渣とNi、Fe、Mgを含む浸
出液とに分離する工程(浸出工程)、浸出液を乾燥炉内
に噴霧して熱風により乾燥し、Ni、Fe、Mgの塩化物を主
成分とする乾燥物を得、かつ未反応の塩酸を回収する工
程(乾燥工程)、乾燥物を150℃以上250℃未満の温度で
焙焼してNi、Feの全量とMgの一部を水不溶物とし、かつ
HClガスを回収する工程(焙焼工程)、焙焼生成物を水
洗してNi、Feの全量とMgの一部からなる水不溶物とMgCl
2水溶液とに分離する工程(水洗工程)、よりなるケイ
酸苦土ニッケル鉱石の処理方法を提供する。
水洗工程の生産物はそのまま製鋼工程の原料として使
用できる。さらに焙焼して含有するClを除きNi、Fe、Mg
の酸化物として使用してもよい。
本発明方法のSiO2を主成分とする浸出残渣は酸または
水で洗浄し、乾燥して粉末のSiO2を得ることができる。
本発明方法の水洗工程のMgCl2水溶液は乾燥してMgCl2
の水和物を製造することができる。
本発明方法の水和物は焙焼してMgOを製造するととも
にHClを回収することができる。
ここで、乾燥工程および焙焼工程以外は従来法と同様
である。乾燥工程ではスプレードライヤーにより浸出液
の乾燥を行いNi、Fe、Mgの塩化物を主成分とする乾燥物
を得る。
得られた乾燥物は、焙焼工程において、150℃以上、2
50℃未満の温度で焙焼する。焙焼の方法は特に限定され
ないが、焙焼炉中に乾燥物からなる流動層を形成し、熱
風により加熱焙焼することが好ましい。
焙焼により、乾燥物中のNi、Fe、およびMgの一部はそ
れぞれ不溶性の化合物に転化する。
本発明では乾燥工程と焙焼工程を分けているため焙焼
工程では温度とレイノズル数に合わせた適切な滞留時間
で焙焼を行うことができる。
焙焼工程において、レイノルズ数1以上、滞留時間5
時間以上の場合、焙焼温度150℃以下ではNiの水不溶物
への転化が不十分でNi回収率が悪くなるので好ましくな
い。また、250℃以上の温度ではMgの水不溶物への転化
が多くなる傾向がありNi品位が低下するので好ましくな
い。
以上のことにより、本発明ではNi、Feを完全に水に不
溶とし、かつMgの水不溶物への転化を従来法に比べて少
なくできる利点がある。したがって、Ni濃化物中のMg含
有量を少なくでき、Ni濃化物をNi原料として溶融する際
の発生スラグ量の低減を図ることができる。
(発明の具体的開示) 実験例 この例では、焙焼工程における焙焼時間の経過にとも
なうNi、Fe、Mg水不溶物増加について示す。
ケイ酸苦土ニッケル鉱石を粉砕し、塩酸で抽出し、濾
液を粒子径0.1mm以下の乾燥物を形成した。乾燥物50gを
直径50mmの流動層中に装入し空気流量0.5Nm3/h、200℃
の条件で焙焼した。
1〜5時間および10時間焙焼した各場合について、水
不溶物の割合を調べた。結果を第1図に示す。
Niの水不溶物への転化は保持時間の増加とともに急激
に増加している。Mgの水不溶物の割合も保持時間の増加
とともに増加する傾向が見られる。Feについては1時間
以内で完全に水不溶物となっていることが分かる。
つまり滞留時間が短いとNiの水不溶物への転化が不十
分となる場合がある。また滞留時間が長いとMgの水不溶
物の割合が増加しNi濃化物中のNi品位が低下することが
わかる。
次に実施例を上げるが本発明はこれに限定されるもの
ではない。
実施例1 第1表に組成の一例を示すケイ酸苦土ニッケル鉱石を
80メッシュ以下に粉砕し、この鉱石70kgを60〜90℃の6
規定塩酸230l中で2時間浸出を行ないNi、Fe、Mgを抽出
した。この浸出液を濾過してSiO2を除去した。この浸出
液中のNi、Fe、Mg各濃度はそれぞれ6.29mg/ml、26.28mg
/ml、35.70mg/mlであった。この時Ni、Feは、ほぼ100
%、Mgは約80%浸出された。HCl浸出液を第2図に示す
装置を用い乾燥および焙焼処理を行った。すなわち、ス
プレードライヤー1に浸出液を導入し、乾燥炉内に噴霧
して熱風により乾燥し塩化物を得た。スプレードライヤ
ー底部と傾斜路を通して連結している210℃に保った流
動層焙焼炉2にこの塩化物を導入し焙焼炉底部に設けた
分散板を通して熱風を吹き込み焙焼を行った。この時の
平均滞留時間は5〜10h、レイノズル数は1〜10であっ
た。焙焼生成物は焙焼炉下部の導出孔よりとり出し、HC
lを含む熱風はサイクロン3を経由してHCl回収装置に導
いた。流動層焙焼炉から飛び出た微粉はサイクロン3で
回収した。得られた焙焼物を水抽出し、水不溶物とMgCl
2を含む水溶物を得た。この水不溶物中のNiは7.94%、F
eは33.87%、Mgは13.81%、であり、Ni回収率は100%で
あった。
比較例1 実施例1と同じケイ酸苦土ニッケル鉱石を実施例1と
同様の浸出工程により塩酸浸出し、濾過して浸出液を得
た。この浸出液を200℃に保った直径450mmの流動層焙焼
炉中に滴下あるいは噴霧し乾燥と焙焼を同時に行った。
得られた焙焼物を水抽出し、水不溶物とMgCl2を含む水
溶物を得た。得られた水不溶物中のNiは7.50%、Feは3
1.48%、Mgは15.04%であった。この時のNi回収率は99.
6%であった。
比較例2 実施例1と同じケイ酸苦土ニッケル鉱石を実施例1と
同様の浸出工程により塩酸浸出し、濾過して浸出液を得
た。この浸出液を実施例1と同様のスプレードライヤー
1にて乾燥し塩化物を得た。この塩化物を140℃に保っ
た流動層焙焼炉2に装入し焙焼を行った。この時の平均
滞留時間、レイノルズ数は実施例1と同様である。得ら
れた焙焼物を水抽出し、水不溶物とMgCl2を含む水溶物
を得た。この水不溶物中のNiは9.06%、Feは46.57%、M
gは7.73%であった。この時のNi回収率は78.8%と実施
例1に比べ21.2%低い結果となった。
比較例3 実施例1と同じケイ酸苦土ニッケル鉱石を実施例1と
同様の浸出工程により塩酸浸出し、濾過して浸出液を得
た。この浸出液を実施例1と同様のスプレードライヤー
1にて乾燥し塩化物を得た。この塩化物を300℃に保っ
た流動層焙焼炉2に装入し焙焼を行った。この時の平均
滞留時間、レイノルズ数は実施例1と同様である。得ら
れた焙焼物を水抽出し、水不溶物とMgCl2を含む水溶物
を得た。この水不溶物中のNiは6.96%、Feは28.23%、M
gは17.31%であった。この時のNi回収率は100%であっ
たが。Ni品位は実施例1に比べ1.55%低い結果となっ
た。
実施例1と比較例1、2、3の結果を第2表に示す。
実施例1では比較例1に比べNi濃化物中のNi品位は0.44
%高い。又Mgの割合は1.23%少なく効率的に処理できた
ことが分かる。比較例2ではNi回収率は78.8%と実施例
1に比べ21.2%低い結果となった。また、比較例3では
Ni回収率は100%であったが、Ni品位は実施例1に比べ
0.98%低い結果となった。
(発明の効果) 本発明では従来法に比較して、高い品位のNi濃化物を
安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は焙焼温度200℃、空気流量0.5Nm3/h、粒子径0.1
mm以下、装入量50gでの焙焼物中のNi、Fe、Mgの水不溶
物の割合と焙焼時間の関係を示したグラフである。 第2図は本発明を実施するのに用いる乾燥及び焙焼装置
の1例を示す概念図である。 1……スプレードライヤー、2……流動層焙焼炉、3…
…サイクロン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 衣笠 雅普 山口県新南陽市大字富田4976番地 日新 製鋼株式会社鉄鋼研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−247319(JP,A) 特開 昭64−8226(JP,A) 特公 昭49−12813(JP,B1)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ケイ酸苦土ニッケル鉱石を塩酸で浸出処理
    してSiO2を主成分とする浸出残渣とNi、Fe、Mgを含む浸
    出液とに分離する工程(浸出工程)、浸出液を乾燥炉内
    に噴霧して熱風により乾燥し、Ni、Fe、Mgの塩化物を主
    成分とする乾燥物を得、かつ未反応の塩酸を回収する工
    程(乾燥工程)、乾燥物を150℃以上250℃未満の温度で
    焙焼してNi、Feの全量とMgの一部を水不溶物とし、かつ
    HClガスを回収する工程(焙焼工程)、焙焼生成物を水
    洗してNi、Feの全量とMgの一部からなる水不溶物とMgCl
    2水溶液とに分離する工程(水洗工程)、よりなるケイ
    酸苦土Ni鉱石の処理方法。
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