JP4782091B2 - Method for coating nickel oxide particles - Google Patents

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発明の背景Background of the Invention

発明の分野
本発明は、酸化ニッケル粒子を金属酸化物で被覆する方法に関するものであり、この方法は酸化ニッケル粒子に還元性ガスを接触させることによる還元ニッケルの製造に特に適する。
The present invention relates to a method of coating nickel oxide particles with a metal oxide, which method is particularly suitable for the production of reduced nickel by contacting the nickel oxide particles with a reducing gas.

背景技術
従来から、還元ニッケルの製造は、固体の酸化ニッケルに還元性ガスを接触させることにより行われている。還元性ガスとしては、アンモニア、一酸化炭素、水素、またはこれらを含む天然ガスやプロパンガスなどが用いられている。なお、一般的に、金属酸化物を還元性ガスによって還元して金属を得る方法は、基本的に以下の化学反応を経るものと考えられている。
MnOm + 1/2mC → nM + 1/2mCO
(または MnOm + 2mH → nM + mHO)
MnOm + mCO → nM + mCO
BACKGROUND ART Conventionally, reduced nickel is produced by bringing a reducing gas into contact with solid nickel oxide. As the reducing gas, ammonia, carbon monoxide, hydrogen, natural gas containing these, propane gas, or the like is used. In general, it is considered that a method of obtaining a metal by reducing a metal oxide with a reducing gas basically undergoes the following chemical reaction.
MnOm + 1/2 mC → nM + 1/2 mCO 2
(Or MnOm + 2mH → nM + mH 2 O)
MnOm + mCO → nM + mCO 2

このような方法においては、ガスと金属酸化物との接触機会を多く確保することが反応を促進するために有効である。しかし、実際にはガスと接触する金属酸化物の表面領域において、先ず還元された金属の層が形成される。この金属層は、ガス拡散を抑制し、反応の促進を阻害することがある。また、この金属層はガス還元を生起する高温の領域では化学的に極めて活性であるために、別の反応域で形成された金属とも結合し易い。実際、還元ニッケルの製造の場合、ガス還元工程で生成した還元ニッケル粒子同士が融着して反応の進行を阻害するとともに還元ニッケルが反応容器内に付着することがあり、そのままでは還元反応の著しい速度低下ないし中断を招いてしまう。   In such a method, it is effective to secure a large number of contact opportunities between the gas and the metal oxide in order to promote the reaction. In practice, however, a reduced metal layer is first formed in the surface region of the metal oxide in contact with the gas. This metal layer may suppress gas diffusion and hinder the promotion of the reaction. Further, since this metal layer is chemically extremely active in a high temperature region where gas reduction occurs, it is easy to bond to a metal formed in another reaction zone. In fact, in the production of reduced nickel, the reduced nickel particles produced in the gas reduction process are fused together to inhibit the progress of the reaction, and the reduced nickel may adhere to the reaction vessel. It will cause a drop in speed or interruption.

このような事態を避けるために、還元反応を可能とする温度領域内で熱力学的および化学的に安定な酸化物を、酸化ニッケル粒子に被覆する方法が提案されている。例えば、1000℃以上の高温下で酸化ニッケルの流動層中に硫酸マグネシウム溶液を吹き込み、酸化ニッケル粒子表面を酸化マグネシウムで被覆する方法が知られている(例えば、特許文献1(特公昭59−45740号公報)を参照)。しかし、この方法にあっては、硫酸マグネシウム溶液からの水分の蒸発および硫酸マグネシウムの熱分解のために多大な熱エネルギーを要し、製造コストがかさむ。また、水分の蒸発に伴い硫酸マグネシウムが酸化ニッケルから一部離脱するため、歩留まりが通常80%程度と低い。   In order to avoid such a situation, a method has been proposed in which nickel oxide particles are coated with an oxide that is thermodynamically and chemically stable in a temperature range that allows a reduction reaction. For example, a method is known in which a magnesium sulfate solution is blown into a nickel oxide fluidized bed at a high temperature of 1000 ° C. or higher to coat the surface of nickel oxide particles with magnesium oxide (for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Publication No. 59-45740)). Issue gazette)). However, this method requires a large amount of heat energy for evaporation of moisture from the magnesium sulfate solution and thermal decomposition of the magnesium sulfate, which increases the manufacturing cost. In addition, since the magnesium sulfate is partly removed from the nickel oxide as the water evaporates, the yield is usually as low as about 80%.

その一方で、酸化マグネシウムは水溶液にすることが極めて困難であるため、溶液を用いて低温下で酸化ニッケル粒子を酸化マグネシウム被覆することは現実的に不可能であると考えられる。   On the other hand, since it is extremely difficult to make magnesium oxide into an aqueous solution, it is practically impossible to coat nickel oxide particles with magnesium oxide at a low temperature using the solution.

上記のような事情から、より効率的かつ経済的な還元ニッケルの製造方法が求められている。   Under the circumstances as described above, a more efficient and economical method for producing reduced nickel is required.

特公昭59−45740号公報Japanese Patent Publication No.59-45740

発明の概要Summary of the Invention

本発明者らは、今般、酸化ニッケル粒子とある種の酸化物粉末とを単に混合するだけで、酸化ニッケル粒子表面に還元反応温度域でも化学的に安定な酸化物保護被覆を優れた密着性で効率的かつ経済的に形成できるとの知見を得た。そして、この被覆された酸化ニッケル粒子をガス還元工程に付すると、還元ニッケル粒子同士の融着による反応の阻害や還元ニッケルの反応容器内への付着を防止して、効率的かつ経済的な還元ニッケル製造を行うことができるとの知見も得られた。   The inventors of the present invention now have excellent adhesion to an oxide protective coating that is chemically stable even in the reduction reaction temperature range on the surface of the nickel oxide particles simply by mixing the nickel oxide particles and a certain type of oxide powder. The knowledge that it can be formed efficiently and economically. Then, when the coated nickel oxide particles are subjected to a gas reduction process, the reaction is prevented from being inhibited by the fusion of the reduced nickel particles, and the reduced nickel is prevented from adhering to the reaction vessel, so that efficient and economical reduction is achieved. The knowledge that nickel can be produced was also obtained.

したがって、本発明は、酸化ニッケル粒子表面に還元反応温度域でも化学的に安定な酸化物保護被覆を優れた密着性で効率的かつ経済的に形成することを目的とするものである。また、本発明は、還元ニッケル粒子同士の融着による反応の阻害や還元ニッケルの反応容器内への付着を防止して、効率的かつ経済的な還元ニッケル製造を行うことも目的としている。   Accordingly, an object of the present invention is to efficiently and economically form an oxide protective coating that is chemically stable even on the surface of nickel oxide particles even in a reduction reaction temperature range with excellent adhesion. It is another object of the present invention to efficiently and economically produce reduced nickel by preventing reaction due to fusion of the reduced nickel particles and preventing reduction nickel from adhering to the reaction vessel.

すなわち、本発明により提供される酸化ニッケル粒子の被覆方法は、酸化ニッケル粒子と、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、および酸化ケイ素からなる群から選択される少なくとも一種の粉末状の被覆用酸化物とを混合して、該被覆用酸化物で被覆された酸化ニッケル粒子を得ることを特徴とするものである。   That is, the nickel oxide particle coating method provided by the present invention comprises mixing nickel oxide particles and at least one powdery coating oxide selected from the group consisting of magnesium oxide, aluminum oxide, and silicon oxide. Thus, nickel oxide particles coated with the coating oxide are obtained.

また、本発明により提供される被覆された酸化ニッケル粒子は、前記酸化ニッケル粒子と、該粒子の表面に形成される、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、および酸化ケイ素からなる群から選択される少なくとも一種からなる酸化物被覆とを備えてなり、上記方法により製造されたものである。   Further, the coated nickel oxide particles provided by the present invention are at least one selected from the group consisting of the nickel oxide particles and magnesium oxide, aluminum oxide, and silicon oxide formed on the surface of the particles. It is manufactured by the above method.

さらに、本発明により提供される還元ニッケルの製造方法は、上記方法により被覆用酸化物で被覆された酸化ニッケル粒子を形成させ、該被覆された酸化ニッケル粒子を、750℃以上の焼結を起こさない温度に加熱し、該加熱した粒子に還元性ガスを供給して前記酸化ニッケルを還元し、それにより還元ニッケルを生成させる
工程を含んでなるものである。
Furthermore, in the method for producing reduced nickel provided by the present invention, nickel oxide particles coated with a coating oxide are formed by the above method, and the coated nickel oxide particles are sintered at 750 ° C. or higher. Heating to a non-temperature, supplying a reducing gas to the heated particles to reduce the nickel oxide, thereby producing reduced nickel.

発明の具体的説明Detailed description of the invention

酸化ニッケル粒子の被覆方法
本発明の酸化ニッケル粒子の被覆方法においては、まず、酸化ニッケル粒子と、粉末状の被覆用酸化物とを用意する。被覆用酸化物としては、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、またはそれらの混合物を用いる。これらの酸化物は、いずれも、酸化ニッケル粒子を還元する際の温度域において化学的に安定な物質である。そして、これらの酸化ニッケル粒子と粉末状被覆用酸化物とを混合するだけで、被覆用酸化物で被覆された酸化ニッケル粒子を得ることができる。こうして得られた酸化物被覆は流動層などで物理的に攪拌しても剥離しにくいため、高い歩留まり率を実現できる。ここで、この混合は、大気中の常温下で行うことができる極めて簡便な手法であり、加熱処理、加圧処理、添加剤の添加といった特別な処理は一切必要とされない。これは、酸化ニッケルの被覆のために1000℃以上の高温下で硫酸マグネシウム溶液の添加を行う必要があると信じられていた従来の技術常識からして、全くの予想外の知見という他ない。このようにして、酸化ニッケル粒子表面に還元反応条件下でも化学的に安定な酸化物保護被覆を優れた密着性で効率的かつ経済的に形成できる。そして、この被覆された酸化ニッケル粒子にあっては、その表面が還元反応条件下でも化学的に安定な酸化物で保護されているため、ガス還元工程に付した場合に還元ニッケル粒子同士の融着による反応の阻害や還元ニッケルの反応容器内への付着を防止して、還元反応の著しい速度低下ないし中断を回避することができる。このため、極めて効率的かつ経済的な還元ニッケル製造が可能となる。また、極めて簡便な手法でエネルギー消費を著しく低減でき、なおかつ従来使用されていた硫酸マグネシウム溶液も不要となることから、本発明の方法は環境にも優しいと言える。
Nickel Oxide Particle Coating Method In the nickel oxide particle coating method of the present invention, first, nickel oxide particles and a powdery coating oxide are prepared. As the oxide for coating, magnesium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, or a mixture thereof is used. Any of these oxides is a chemically stable substance in the temperature range when reducing nickel oxide particles. The nickel oxide particles coated with the coating oxide can be obtained simply by mixing these nickel oxide particles and the powdered coating oxide. Since the oxide coating thus obtained is difficult to peel off even when physically stirred in a fluidized bed or the like, a high yield rate can be realized. Here, this mixing is a very simple technique that can be performed at room temperature in the atmosphere, and no special treatment such as heat treatment, pressure treatment, or addition of additives is required. This is nothing but an unexpected finding from the conventional technical common sense that it was necessary to add a magnesium sulfate solution at a high temperature of 1000 ° C. or higher for coating nickel oxide. In this way, a chemically stable oxide protective coating can be efficiently and economically formed on the nickel oxide particle surface with excellent adhesion even under reducing reaction conditions. The coated nickel oxide particles are protected by oxides that are chemically stable even under reducing reaction conditions. Therefore, when the nickel oxide particles are subjected to a gas reduction step, the particles of the reduced nickel particles are fused. It is possible to prevent the reaction from being hindered due to the adhesion and the reduction nickel from adhering to the reaction vessel, and to avoid the significant reduction or interruption of the reduction reaction. For this reason, extremely efficient and economical reduction nickel manufacture becomes possible. In addition, it can be said that the method of the present invention is environmentally friendly because energy consumption can be remarkably reduced by a very simple method and a conventionally used magnesium sulfate solution is unnecessary.

本発明の方法に用いる酸化ニッケル粒子は、酸化ニッケルで構成される粒子であるが、入手する原料の品位に応じて不可避不純物が混入されることは許容される。酸化ニッケル粒子における酸化ニッケルの純度は98.0質量%程度であってよく、好ましくは98.5質量%以上、より好ましくは98.7質量%以上、さらに好ましくは99質量%以上である。酸化ニッケル粒子の大きさは特に限定されないが、採用する設備装置の特性により応じて適宜決定すればよく、後にガス還元工程に付することが想定される場合には粒子の内部まで十分に還元が行われるような大きさとするのが望ましい。本発明の好ましい態様によれば、酸化ニッケル粒子の直径は0.1mm以上であるのが好ましく、より好ましくは0.1〜5mmであり、さらに好ましくは0.2〜3mmであり、最も好ましくは0.21〜0.29mmである。なお、使用する酸化ニッケル粒子の全粒子が上記好適粒径を有している必要はなく、全酸化ニッケル粒子の少なくとも10質量%が上記好適粒径を有しているのが好ましく、より好ましくは少なくとも30質量%、さらに好ましくは少なくとも50質量%、さらにまた好ましくは少なくとも70質量%以上、より一層好ましくは少なくとも90質量%、最も好ましくは99質量%以上である。   The nickel oxide particles used in the method of the present invention are particles composed of nickel oxide, but it is allowed to contain inevitable impurities depending on the quality of the raw material to be obtained. The purity of nickel oxide in the nickel oxide particles may be about 98.0% by mass, preferably 98.5% by mass or more, more preferably 98.7% by mass or more, and further preferably 99% by mass or more. The size of the nickel oxide particles is not particularly limited, but may be appropriately determined according to the characteristics of the equipment to be employed. When it is assumed that the particles are subjected to a gas reduction process later, the particles are sufficiently reduced to the inside. It is desirable to make it as large as possible. According to a preferred embodiment of the present invention, the nickel oxide particles preferably have a diameter of 0.1 mm or more, more preferably 0.1 to 5 mm, still more preferably 0.2 to 3 mm, most preferably. 0.21 to 0.29 mm. In addition, it is not necessary for all the particles of nickel oxide particles to be used to have the above preferred particle size, and it is preferable that at least 10% by mass of all the nickel oxide particles have the above preferred particle size, more preferably It is at least 30% by weight, more preferably at least 50% by weight, still more preferably at least 70% by weight, even more preferably at least 90% by weight, most preferably 99% by weight or more.

本発明の方法に用いる被覆用酸化物としては、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、またはそれらの混合物を用いる。これらの酸化物は、酸化ニッケル粒子を還元する際の温度域において化学的に安定な物質である。被覆用酸化物は粉末状であり、その粒径は特に限定されないが、酸化ニッケル粒子の表面を酸化ニッケルの還元反応の進行を妨げない程度に被覆できる程度の大きさであるのが望ましい。本発明の好ましい態様によれば、粉末状被覆用酸化物の粒子径は、45μm以下であるのが好ましく、より好ましくは10μm以下であり、さらに好ましくは5μm以下である。なお、これらの粒子径は篩分析により測定することができる。このような範囲内であると、後にガス還元工程に付した場合に、酸化物被覆による還元促進効果を十分に発揮させることができる。粉末状被覆用酸化物の粒子径の下限値は限定されないが、作業性の観点から0.1μmとするのが好ましく、より好ましくは1μmである。   As the coating oxide used in the method of the present invention, magnesium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, or a mixture thereof is used. These oxides are substances that are chemically stable in the temperature range when the nickel oxide particles are reduced. The coating oxide is in the form of powder, and the particle size is not particularly limited, but it is desirable that the coating oxide has a size that can cover the surface of the nickel oxide particles so as not to prevent the progress of the reduction reaction of nickel oxide. According to a preferred embodiment of the present invention, the particle diameter of the powdery coating oxide is preferably 45 μm or less, more preferably 10 μm or less, and even more preferably 5 μm or less. These particle sizes can be measured by sieve analysis. Within such a range, the reduction promoting effect by the oxide coating can be sufficiently exhibited when the gas reduction step is applied later. The lower limit of the particle diameter of the powdery coating oxide is not limited, but is preferably 0.1 μm, more preferably 1 μm from the viewpoint of workability.

本発明の好ましい態様によれば、被覆用酸化物の添加量は微量であってよく特に限定されないが、金属元素換算で、酸化ニッケルおよび被覆用酸化物の合計質量に対して、0.02質量%以上であるのが好ましく、より好ましくは0.03〜0.10質量%である。0.05質量%程度の添加でも十分な効果がある。このように極めて少ない添加量であっても、後のガス還元工程に付した場合に、酸化物被覆による還元促進効果を十分に発揮させることができる。なお、金属元素換算とは、被覆用酸化物自体の質量を用いる代わりに、被覆用酸化物を構成する金属元素の質量に換算した値を用いたことを意味する。   According to a preferred embodiment of the present invention, the amount of the coating oxide added may be trace amount and is not particularly limited, but is 0.02 mass relative to the total mass of nickel oxide and coating oxide in terms of metal element. % Or more, and more preferably 0.03 to 0.10% by mass. An addition of about 0.05% by mass has a sufficient effect. Even in such an extremely small addition amount, the reduction promoting effect by the oxide coating can be sufficiently exerted when subjected to the subsequent gas reduction step. In addition, metal element conversion means having used the value converted into the mass of the metal element which comprises the coating oxide instead of using the mass of coating oxide itself.

前述の通り、本発明の方法においては、混合は常温、すなわち予熱および加熱を伴わないで行うことができるが、被覆を妨げない限りにおいて常温以外の温度で混合が行われてよいのは勿論であり、例えば0℃〜100℃の範囲内の温度であってよい。また、混合時間は、添加する被覆用酸化物の種類およびその添加量に応じて被覆が確実に行える時間を選択すればよく特に限定されないが、概ね1分間以上であり、長くても10分間程度で概ね所望の被覆効果が得られるであろう。なお、混合の手法としては、酸化ニッケル粒子と粉末状被覆用酸化物とが均一に混合できる手法であれば特に限定されないが、V型混合機またはコンクリートミキサーにより行われるのが好ましい。   As described above, in the method of the present invention, the mixing can be performed at room temperature, that is, without preheating and heating, but it goes without saying that the mixing may be performed at a temperature other than room temperature as long as coating is not hindered. For example, the temperature may be within a range of 0 ° C to 100 ° C. Further, the mixing time is not particularly limited as long as the time for coating can be surely selected according to the kind of coating oxide to be added and the amount added, but is generally about 1 minute or longer and about 10 minutes at the longest. In general, the desired coating effect will be obtained. The mixing method is not particularly limited as long as the nickel oxide particles and the powdery coating oxide can be mixed uniformly, but it is preferably performed by a V-type mixer or a concrete mixer.

例えば600gといった少量の酸化ニッケルで被覆サンプルを作製する場合、被覆にはV型混合機(SVM型、セイシン企業製)を用いるのが好ましい。この場合、混合機に酸化ニッケルと被覆用酸化物を投入し、108rpm=108min−1の回転数で少なくとも1分間、長くても10分混合すると、概ね所望の被覆効果が得られる。一方、例えば100kgといった大量の酸化ニッケルで被覆サンプルを作製する場合、混練にはコンクリートミキサー(PM−3、タケムラ製)(上部開放、横回転)を用いるのが好ましい。この場合、ミキサーに酸化ニッケルと被覆用酸化物を投入し、およそ22rpm=22min−1の回転数、および40〜45度の傾斜角度で、少なくとも1分間、長くても10分混合すると、概ね所望の被覆効果が得られる。なお、研究室レベルのように少量のサンプルしか必要ない場合はV型混合機を採用するのが好ましい。 For example, when a coated sample is produced with a small amount of nickel oxide such as 600 g, it is preferable to use a V-type mixer (SVM type, manufactured by Seishin Corporation) for coating. In this case, when nickel oxide and coating oxide are put into a mixer and mixed at a rotation speed of 108 rpm = 108 min −1 for at least 1 minute and at most 10 minutes, a generally desired coating effect can be obtained. On the other hand, when a coated sample is produced with a large amount of nickel oxide such as 100 kg, it is preferable to use a concrete mixer (PM-3, manufactured by Takemura) (open top, lateral rotation) for kneading. In this case, nickel oxide and coating oxide are put into a mixer and mixed at least for 1 minute and at most 10 minutes at a rotational speed of approximately 22 rpm = 22 min −1 and a tilt angle of 40 to 45 degrees, and generally desired. The coating effect can be obtained. In addition, when only a small amount of sample is required as in the laboratory level, it is preferable to employ a V-type mixer.

上記混合により、表面に酸化物被覆が形成された酸化ニッケル粒子が得られる。この被覆された酸化ニッケル粒子は、後述する還元ニッケルの製造方法において原料粉末として使用されるのが好ましいが、この用途に限定されるものではない。   By the above mixing, nickel oxide particles having an oxide coating formed on the surface are obtained. The coated nickel oxide particles are preferably used as a raw material powder in a method for producing reduced nickel described later, but are not limited to this application.

還元ニッケルの製造方法
本発明の方法により得られた被覆された酸化ニッケル粒子は、酸化ニッケルの還元による還元ニッケルの製造に好適に用いられる。この還元ニッケルの製造は、被覆された酸化ニッケル粒子を、750℃以上の焼結を起こさない温度に加熱し、還元性ガスを供給して酸化ニッケルを還元することにより行うことができる。好ましい加熱温度は、750℃以上950℃未満であり、より好ましくは750℃〜900℃であり、さらに好ましくは800〜900℃である。このような温度範囲において、還元反応の速度を高めながら望ましくない粒子同士の焼結を効果的に防止できる。また、還元性ガスとしては一般的に金属酸化物の還元に使用されるものを用いればよく特に限定されないが、好ましく、例えばアンモニア、水素、一酸化炭素またはこれらを含む天然ガスもしくはプロパンガスなどを供給し、還元反応を起こさせる。還元反応により酸化ニッケルは還元ニッケルになる。
Method for Producing Reduced Nickel The coated nickel oxide particles obtained by the method of the present invention are suitably used for producing reduced nickel by reduction of nickel oxide. The production of reduced nickel can be performed by heating the coated nickel oxide particles to a temperature at which sintering does not occur at 750 ° C. or higher, and supplying the reducing gas to reduce the nickel oxide. A preferable heating temperature is 750 ° C. or more and less than 950 ° C., more preferably 750 ° C. to 900 ° C., and further preferably 800 to 900 ° C. In such a temperature range, undesired sintering of particles can be effectively prevented while increasing the speed of the reduction reaction. The reducing gas is not particularly limited as long as it is generally used for the reduction of metal oxides, and is preferably, for example, ammonia, hydrogen, carbon monoxide, or natural gas or propane gas containing these. Supply and cause a reduction reaction. The nickel oxide becomes reduced nickel by the reduction reaction.

本発明の好ましい態様によれば、上記還元が、被覆された酸化ニッケル粒子を窒素ガスで流動化させながら行われるのが好ましい。これにより、酸化ニッケル粒子が物理的に攪拌され、還元ガスと酸化ニッケルの接触機会をより多く確保して、還元反応の効率を向上することができる。特に、本発明の酸化物被覆された酸化ニッケル粒子にあっては、物理的に攪拌させても酸化物被膜が剥離しにくいため、流動層においても酸化物被覆による効果を十分に発揮させることができる。   According to a preferred aspect of the present invention, the reduction is preferably performed while fluidizing the coated nickel oxide particles with nitrogen gas. As a result, the nickel oxide particles are physically agitated, more contact opportunities between the reducing gas and nickel oxide are ensured, and the efficiency of the reduction reaction can be improved. In particular, in the oxide-coated nickel oxide particles of the present invention, the oxide film is difficult to peel off even when physically stirred, so that the effect of the oxide coating can be sufficiently exerted even in a fluidized bed. it can.

上記のようにして、還元ニッケル粒子が得られる。還元ニッケル粒子の表面には依然として酸化物被覆が残存していてよく、最終製品としての品質を損なうものではないため被膜除去も不要である。   As described above, reduced nickel particles are obtained. The oxide coating may still remain on the surface of the reduced nickel particles, and it does not impair the quality of the final product.

本発明を以下の例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
なお、以下の例において使用した原料は、以下の通りである。
The present invention will be specifically described based on the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
In addition, the raw material used in the following examples is as follows.

(1)酸化ニッケル粒子(品位および粒度:以下の通り)
・品位
Ni Co Cu Fe O その他
76.81 1.06 0.14 0.53 21.40 0.06 (質量%)
・粒度(篩分析により測定)
〜850μm −850〜425μm −425〜212μm −212〜150μm −150μm
2 30 60 7 1 (質量%)
なお、酸化ニッケルの粒度分析(篩分析)は、ロータップ式の篩振とう機(IIDA SIEVE SHAKER、飯田製作所製)を用いて、156回/分の衝動数および290回/分の回転数で行った。このとき、標準篩として、JIS Z 8801−1に規定する試験用篩を用いた。この篩は、内枠寸法200mm、深さ45mmの金属製網篩であり、目開き1700、850、425、212、150μmの5種類を用いた。そして、篩い分けられた試料の質量百分率を計算して上記粒度分布を得た。
(1) Nickel oxide particles (quality and particle size: as follows)
・ Grade
Ni Co Cu Fe O other
76.81 1.06 0.14 0.53 21.40 0.06 (% by mass)
・ Particle size (measured by sieve analysis)
〜850μm −850〜425μm −425〜212μm −212〜150μm −150μm
2 30 60 7 1 (mass%)
In addition, the particle size analysis (sieving analysis) of nickel oxide is performed using a low-tap type sieve shaker (IIDA SIEVE SHAKER, manufactured by Iida Seisakusho) at an impulse number of 156 times / minute and a rotation number of 290 times / minute. It was. At this time, a test sieve defined in JIS Z8801-1 was used as a standard sieve. This sieve is a metal mesh sieve having an inner frame size of 200 mm and a depth of 45 mm, and five types of openings 1700, 850, 425, 212, and 150 μm were used. The mass percentage of the screened sample was calculated to obtain the particle size distribution.

(2)被覆用酸化物
a)酸化マグネシウム粉末(品位:以下の通り、篩分析による粒子径:2.1μm以下)
・品位
MgO CaO SiO 2 SO 3 O
97以上 0.90 0.18 1.81 0.06 (質量%)
b)酸化アルミニウム粉末(品位:Al2O3;99.99質量%以上、篩分析による粒子径:3.0μm以下)
c)酸化ケイ素粉末(品位:SiO2;99.7質量%以上、篩分析による粒子径:5.5μm以下)
(2) Oxide for coating a) Magnesium oxide powder (Grade: Particle size by sieve analysis: 2.1 μm or less as follows)
・ Grade
MgO CaO SiO 2 SO 3 O
97 or more 0.90 0.18 1.81 0.06 (mass%)
b) Aluminum oxide powder (Grade: Al 2 O 3 ; 99.99% by mass or more, particle size by sieve analysis: 3.0 μm or less)
c) Silicon oxide powder (Grade: SiO 2 ; 99.7% by mass or more, particle size by sieve analysis: 5.5 μm or less)

例1:酸化マグネシウム被覆の密着性の評価
酸化ニッケル粒子600gに酸化マグネシウム粉末1.56gを添加して、V型混合機(SVM型、セイシン企業製)により常温で5分間混合して、酸化ニッケル粒子を酸化マグネシウムで被覆した。このとき、酸化マグネシウム粉末の添加量は、金属元素換算で、酸化ニッケルおよび被覆用酸化物の合計質量に対して0.15質量%とした。こうして被覆された酸化ニッケル粒子を900℃に加熱し、窒素を吹き込んで空間速度1.83m/秒の流動層を形成した。流動層において酸化マグネシウムの剥離が生じるかどうかを確認するために、表1に示される各処理時間毎に粒子を取り出して、Mg含有率をICP−発光分光分析装置(VISTA-PRO、Varian社製)により測定した。その結果は、表1に示される通りであった。
Example 1: Evaluation of Adhesiveness of Magnesium Oxide Coating 1.56 g of magnesium oxide powder was added to 600 g of nickel oxide particles and mixed for 5 minutes at room temperature with a V-type mixer (SVM type, manufactured by Seishin Enterprise). The particles were coated with magnesium oxide. At this time, the addition amount of the magnesium oxide powder was set to 0.15% by mass with respect to the total mass of nickel oxide and coating oxide in terms of metal elements. The nickel oxide particles thus coated were heated to 900 ° C. and nitrogen was blown to form a fluidized bed having a space velocity of 1.83 m / sec. In order to confirm whether or not magnesium oxide delamination occurs in the fluidized bed, particles are taken out at each processing time shown in Table 1, and the Mg content is determined by ICP-emission spectrophotometer (VISTA-PRO, manufactured by Varian). ). The results were as shown in Table 1.

表1に示されるように、本発明の方法により酸化ニッケル粒子上に被覆された酸化マグネシウム被膜は、空間速度1.83m/秒というかなり激しい流動状態であっても剥離することが無く、酸化ニッケル粒子表面に充分に留まった。すなわち、酸化マグネシウム被覆は優れた密着性で酸化ニッケル上に付着していることが分かる。   As shown in Table 1, the magnesium oxide film coated on the nickel oxide particles by the method of the present invention does not peel even in a considerably intense flow state with a space velocity of 1.83 m / sec. It remained well on the particle surface. That is, it can be seen that the magnesium oxide coating is deposited on the nickel oxide with excellent adhesion.

例2:酸化マグネシウム添加量および混合時間の被覆効果への影響
酸化ニッケル粒子600gに表2に示されるマグネシウム添加率で酸化マグネシウム粉末を添加して、V型混合機(SVM型、セイシン企業製)により常温で5分間混合して、酸化ニッケル粒子を酸化マグネシウムで被覆した。なお、添加率は、金属元素換算で、酸化ニッケルおよび被覆用酸化物の合計質量に対する質量%である。こうして被覆された酸化ニッケル粒子10gを秤量して、磁性坩堝に入れた。反応装置を900℃に加熱した後に酸化ニッケル粒子が装填された磁性坩堝を入れ、還元ガスとして水素を0.2m/hrの流量で供給しながら還元反応処理を20分間行った。この還元反応処理により、酸化ニッケル粒子は還元されて還元ニッケル粒子となった。この還元ニッケル粒子を不活性雰囲気下で室温まで冷却したのち、磁性坩堝を取り出して転倒させた。このとき、試料が焼結しない状態でこぼれ出るかどうかを観察することにより、焼結の有無を確認した。その結果は、表2に示される通りであった。
Example 2: Influence of magnesium oxide addition amount and mixing time on coating effect Magnesium oxide powder was added to 600 g of nickel oxide particles at the magnesium addition rate shown in Table 2, and a V-type mixer (SVM type, manufactured by Seishin Enterprise) Was mixed for 5 minutes at room temperature to coat the nickel oxide particles with magnesium oxide. In addition, an addition rate is the mass% with respect to the total mass of nickel oxide and the oxide for a coating in conversion of a metal element. 10 g of nickel oxide particles thus coated were weighed and placed in a magnetic crucible. After heating the reaction apparatus to 900 ° C., a magnetic crucible charged with nickel oxide particles was put, and reduction reaction treatment was performed for 20 minutes while supplying hydrogen as a reducing gas at a flow rate of 0.2 m 3 / hr. By this reduction reaction treatment, the nickel oxide particles were reduced to become reduced nickel particles. After the reduced nickel particles were cooled to room temperature under an inert atmosphere, the magnetic crucible was taken out and turned over. At this time, the presence or absence of sintering was confirmed by observing whether the sample spilled out without being sintered. The results were as shown in Table 2.

表2に示されるように、Mg添加率が多いほど、少ない混合時間で被覆効果が得られた。   As shown in Table 2, the coating effect was obtained with a shorter mixing time as the Mg addition rate increased.

例3:酸化アルミニウムによる被覆効果
酸化ニッケル粒子600gに表3に示されるアルミニウム添加率で酸化アルミニウム粉末を添加して、V型混合機(SVM型、セイシン企業製)により常温で5分間混合して、酸化ニッケル粒子を酸化アルミニウムで被覆した。なお、添加率は、金属元素換算で、酸化ニッケルおよび被覆用酸化物の合計質量に対する質量%である。こうして被覆された酸化ニッケル粒子10gを秤量して、磁性坩堝に入れた。反応装置を900℃に加熱した後に酸化ニッケル粒子が装填された磁性坩堝を入れ、還元ガスとして水素0.2Nm/hrを供給しながら還元反応処理を20分間行った。この還元反応処理により、酸化ニッケル粒子は還元されて還元ニッケル粒子となった。この還元ニッケル粒子を不活性雰囲気下で室温まで冷却したのち、磁性坩堝を取り出して転倒させた。このとき、試料が焼結しない状態でこぼれ出るかどうかを観察することにより、焼結の有無を確認した。その結果は、表3に示される通りであった。
Example 3: Covering effect by aluminum oxide Aluminum oxide powder was added to 600 g of nickel oxide particles at the aluminum addition rate shown in Table 3, and mixed at room temperature for 5 minutes with a V-type mixer (SVM type, manufactured by Seishin Enterprise). The nickel oxide particles were coated with aluminum oxide. In addition, an addition rate is the mass% with respect to the total mass of nickel oxide and the oxide for a coating in conversion of a metal element. 10 g of nickel oxide particles thus coated were weighed and placed in a magnetic crucible. After heating the reaction apparatus to 900 ° C., a magnetic crucible charged with nickel oxide particles was put in, and a reduction reaction treatment was performed for 20 minutes while supplying 0.2 Nm 3 / hr of hydrogen as a reducing gas. By this reduction reaction treatment, the nickel oxide particles were reduced to become reduced nickel particles. After the reduced nickel particles were cooled to room temperature under an inert atmosphere, the magnetic crucible was taken out and turned over. At this time, the presence or absence of sintering was confirmed by observing whether the sample spilled out without being sintered. The results were as shown in Table 3.

表3に示されるように、酸化アルミニウムを0.02%以上添加した場合には、焼結が見られなかった。このことから、酸化アルミニウム被覆により望ましくない焼結が回避されることが分かる。   As shown in Table 3, no sintering was observed when 0.02% or more of aluminum oxide was added. This shows that unwanted sintering is avoided by the aluminum oxide coating.

例4:酸化ケイ素による被覆効果
酸化ニッケル粒子600gに表4に示されるケイ素添加率で酸化ケイ素粉末を添加して、V型混合機(SVM型、セイシン企業製)により常温で5分間混合して、酸化ニッケル粒子を酸化ケイ素で被覆した。なお、添加率は、なお、添加率は、金属元素換算で、酸化ニッケルおよび被覆用酸化物の合計質量に対する質量%である。こうして被覆された酸化ニッケル粒子10gを秤量して、磁性坩堝に入れた。反応装置を900℃に加熱した後に酸化ニッケル粒子が装填された磁性坩堝を入れ、還元ガスとして水素を0.2m/hrの流量で供給しながら還元反応処理を20分間行った。この還元反応処理により、酸化ニッケル粒子は還元されて還元ニッケル粒子となった。この還元ニッケル粒子を不活性雰囲気下で室温まで冷却したのち、磁性坩堝を取り出して転倒させた。このとき、試料が焼結しない状態でこぼれ出るかどうかを観察することにより、焼結の有無を確認した。その結果は、表4に示される通りであった。
Example 4: Covering effect by silicon oxide Silicon oxide powder was added to 600 g of nickel oxide particles at the silicon addition rate shown in Table 4, and mixed at room temperature for 5 minutes with a V-type mixer (SVM type, manufactured by Seishin Enterprise). The nickel oxide particles were coated with silicon oxide. In addition, an addition rate is the mass% with respect to the total mass of nickel oxide and the oxide for a coating in conversion of a metal element. 10 g of nickel oxide particles thus coated were weighed and placed in a magnetic crucible. After heating the reaction apparatus to 900 ° C., a magnetic crucible charged with nickel oxide particles was put, and reduction reaction treatment was performed for 20 minutes while supplying hydrogen as a reducing gas at a flow rate of 0.2 m 3 / hr. By this reduction reaction treatment, the nickel oxide particles were reduced to become reduced nickel particles. After the reduced nickel particles were cooled to room temperature under an inert atmosphere, the magnetic crucible was taken out and turned over. At this time, the presence or absence of sintering was confirmed by observing whether the sample spilled out without being sintered. The results were as shown in Table 4.

表4に示されるように、酸化ケイ素を0.03質量%以上添加した場合には、焼結が見られなかった。このことから、酸化ケイ素被覆により望ましくない焼結が回避されることが分かる。   As shown in Table 4, no sintering was observed when 0.03% by mass or more of silicon oxide was added. This shows that unwanted sintering is avoided by the silicon oxide coating.

例5:還元処理温度の酸化アルミニウム被覆およびNi品位への影響
酸化ニッケル粒子600gに表5に示されるアルミニウム添加率で酸化アルミニウム粉末を添加して、V型混合機(SVM型、セイシン企業製)により常温で5分間混合して、酸化ニッケル粒子を酸化アルミニウムで被覆した。なお、添加率は、金属元素換算で、酸化ニッケルおよび被覆用酸化物の合計質量に対する質量%である。こうして被覆された酸化ニッケル粒子10gを秤量して、磁性坩堝に入れた。反応装置を表5に示される温度に加熱した後に酸化ニッケル粒子が装填された磁性坩堝を入れ、還元ガスとして水素を0.2m/hrの流量で供給しながら還元反応処理を20分間行った。この還元反応処理により、酸化ニッケル粒子は還元されて還元ニッケル粒子となった。この還元ニッケル粒子を不活性雰囲気下で室温まで冷却したのち、磁性坩堝を取り出して転倒させた。このとき、試料が焼結しない状態でこぼれ出るかどうかを観察することにより、焼結の有無を確認した。また、得られた還元ニッケルについてその品位をICP−発光分光分析装置(VISTA-PRO、Varian社製)により測定した。これらの結果は、表5に示される通りであった。
Example 5: Effect of reduction treatment temperature on aluminum oxide coating and Ni quality Aluminum oxide powder was added to 600 g of nickel oxide particles at the aluminum addition rate shown in Table 5, and a V-type mixer (SVM type, manufactured by Seishin Enterprise) Was mixed at room temperature for 5 minutes to coat the nickel oxide particles with aluminum oxide. In addition, an addition rate is the mass% with respect to the total mass of nickel oxide and the oxide for a coating in conversion of a metal element. 10 g of nickel oxide particles thus coated were weighed and placed in a magnetic crucible. The reactor was heated to the temperature shown in Table 5, and then a magnetic crucible charged with nickel oxide particles was put in, and a reduction reaction treatment was performed for 20 minutes while supplying hydrogen as a reducing gas at a flow rate of 0.2 m 3 / hr. . By this reduction reaction treatment, the nickel oxide particles were reduced to become reduced nickel particles. After the reduced nickel particles were cooled to room temperature under an inert atmosphere, the magnetic crucible was taken out and turned over. At this time, the presence or absence of sintering was confirmed by observing whether the sample spilled out without being sintered. The quality of the obtained reduced nickel was measured with an ICP-emission spectroscopic analyzer (VISTA-PRO, manufactured by Varian). These results were as shown in Table 5.

表5に示されるように、還元処理温度が高いほど焼結傾向が現れ易く、処理温度が下がるほど焼結は生じなくなった。このことから、できるだけ低い還元温度で処理を行うことが望ましいことが分かる。   As shown in Table 5, the higher the reduction treatment temperature, the easier the sintering tendency appears, and the lower the treatment temperature, the less the sintering. This shows that it is desirable to perform the treatment at the lowest possible reduction temperature.

例6:還元処理温度の酸化ケイ素被覆への影響
酸化ニッケル粒子600gに表6に示されるケイ素添加率で酸化ケイ素粉末を添加して、V型混合機(SVM型、セイシン企業製)により常温で5分間混合して、酸化ニッケル粒子を酸化ケイ素で被覆した。なお、添加率は、金属元素換算で、酸化ニッケルおよび被覆用酸化物の合計質量に対する質量%である。こうして被覆された酸化ニッケル粒子10gを秤量して、磁性坩堝に入れた。反応装置を表6に示される温度に加熱した後に酸化ニッケル粒子が装填された磁性坩堝を入れ、還元ガスとして水素を0.2m/hrの流量で供給しながら還元反応処理を20分間行った。この還元反応処理により、酸化ニッケル粒子は還元されて還元ニッケル粒子となった。この還元ニッケル粒子を不活性雰囲気下で室温まで冷却したのち、磁性坩堝を取り出して転倒させた。このとき、試料が焼結しない状態でこぼれ出るかどうかを観察することにより、焼結の有無を確認した。また、得られた還元ニッケルについてその品位をICP-発光分光分析装置(機種名:VISTA-PRO、Varian社製)により測定した。これらの結果は、表6に示される通りであった。
Example 6: Effect of reduction treatment temperature on silicon oxide coating Silicon oxide powder was added to 600 g of nickel oxide particles at the silicon addition rate shown in Table 6 and then at room temperature using a V-type mixer (SVM type, manufactured by Seishin Enterprise). Mix for 5 minutes to coat the nickel oxide particles with silicon oxide. In addition, an addition rate is the mass% with respect to the total mass of nickel oxide and the oxide for a coating in conversion of a metal element. 10 g of nickel oxide particles thus coated were weighed and placed in a magnetic crucible. The reactor was heated to the temperature shown in Table 6, and then a magnetic crucible charged with nickel oxide particles was put in, and a reduction reaction treatment was performed for 20 minutes while supplying hydrogen as a reducing gas at a flow rate of 0.2 m 3 / hr. . By this reduction reaction treatment, the nickel oxide particles were reduced to become reduced nickel particles. After the reduced nickel particles were cooled to room temperature under an inert atmosphere, the magnetic crucible was taken out and turned over. At this time, the presence or absence of sintering was confirmed by observing whether the sample spilled out without being sintered. The quality of the obtained reduced nickel was measured with an ICP-emission spectroscopic analyzer (model name: VISTA-PRO, manufactured by Varian). These results were as shown in Table 6.

表6に示されるように、還元処理温度が高いほど焼結傾向が現れ易く、処理温度が下がるほど焼結は生じなくなった。このことから、できるだけ低い還元温度で処理を行うことが望ましいことが分かる。 As shown in Table 6, the higher the reduction treatment temperature, the more likely the sintering tendency appears, and the lower the treatment temperature, the less sintering occurred. This shows that it is desirable to perform the treatment at the lowest possible reduction temperature.

例7:還元前の酸化マグネシウム被覆層の観察
酸化ニッケル粒子600gに酸化マグネシウム粉末を添加して、V型混合機(SVM型、セイシン企業製)により常温で5分間混合して、酸化ニッケル粒子を酸化マグネシウムで被覆した。このとき、酸化マグネシウム粉末の添加量は、金属元素換算で、酸化ニッケルおよび被覆用酸化物の合計質量に対して0.15質量%とした。得られた試料の断面をエネルギー分散型X線分析装置(GENESIS 2000、EDX社製)で走査して解析したところ、図1に示される通り、マグネシウムが粒子表面に存在することが確認された。得られたEPMA解析画像を図1に示す。図1から、粒子表面に厚さ約3μmのマグネシウムベースの層が形成されたことが分かる。また、得られた粒子の表面をSEM観察したところ図2に示される画像が得られた。さらに、図2に示されるa、b、c、およびdの各点において元素分析を(SEM;日立S4100)およびエネルギー分散型X線分析手法(EDX;堀場EMAX5770)で行ったところ、各点においてMgが確認された。図3に、b点における元素分析チャートを示す。
Example 7: Observation of magnesium oxide coating layer before reduction Magnesium oxide powder was added to 600 g of nickel oxide particles and mixed at room temperature for 5 minutes with a V-type mixer (SVM type, manufactured by Seishin Enterprise). Coated with magnesium oxide. At this time, the addition amount of the magnesium oxide powder was set to 0.15% by mass with respect to the total mass of nickel oxide and coating oxide in terms of metal elements. When the cross section of the obtained sample was scanned and analyzed with an energy dispersive X-ray analyzer (GENESIS 2000, manufactured by EDX), it was confirmed that magnesium was present on the particle surface as shown in FIG. The obtained EPMA analysis image is shown in FIG. FIG. 1 shows that a magnesium-based layer having a thickness of about 3 μm was formed on the particle surface. Moreover, when the surface of the obtained particle | grains was observed by SEM, the image shown by FIG. 2 was obtained. Furthermore, elemental analysis was performed at each point a, b, c, and d shown in FIG. 2 using (SEM; Hitachi S4100) and an energy dispersive X-ray analysis method (EDX; Horiba EMAX5770). Mg was confirmed. FIG. 3 shows an elemental analysis chart at point b.

例8:還元後の酸化マグネシウム被覆層の観察
例7で得られた、被覆された酸化ニッケル粒子10gを秤量して、磁性坩堝に入れた反応装置を900℃に加熱した後に酸化ニッケル粒子が装填された磁性坩堝を入れ、還元ガスとして水素0.2m/hr、で供給しながら還元反応処理を20分間行った。この還元反応処理により、酸化ニッケル粒子は還元されて還元ニッケル粒子となった。得られた粒子の断面をエネルギー分散型X線分析装置(GENESIS 2000、EDX社製)で走査して解析したところ、図4に示される通り、マグネシウムが粒子表面に存在することが確認された。得られたEPMA解析画像を図4に示す。図4から、粒子表面に厚さ約2μmのマグネシウムベースの層が形成されたことが分かる。また、得られた粒子の表面をSEM観察したところ図5に示される画像が得られた。さらに、図5に示されるa、b、c、およびdの各点において元素分析を走査電子顕微鏡(SEM;日立S4100)およびエネルギー分散型X線分析手法(EDX;堀場EMAX5770)で行ったところ、各点においてMgが確認された。図6に、c点における元素分析チャートを示す。
Example 8: Observation of reduced magnesium oxide coating layer 10 g of the coated nickel oxide particles obtained in Example 7 were weighed and the reactor placed in a magnetic crucible was heated to 900 ° C. and then charged with nickel oxide particles. The magnetic crucible was put in, and a reduction reaction treatment was performed for 20 minutes while supplying hydrogen as a reducing gas at 0.2 m 3 / hr. By this reduction reaction treatment, the nickel oxide particles were reduced to become reduced nickel particles. When the cross section of the obtained particle was scanned and analyzed with an energy dispersive X-ray analyzer (GENESIS 2000, manufactured by EDX), it was confirmed that magnesium was present on the particle surface as shown in FIG. The obtained EPMA analysis image is shown in FIG. FIG. 4 shows that a magnesium-based layer having a thickness of about 2 μm was formed on the particle surface. Further, when the surface of the obtained particle was observed with an SEM, an image shown in FIG. 5 was obtained. Furthermore, when elemental analysis was performed with a scanning electron microscope (SEM; Hitachi S4100) and an energy dispersive X-ray analysis method (EDX; Horiba EMAX5770) at points a, b, c and d shown in FIG. Mg was confirmed at each point. FIG. 6 shows an elemental analysis chart at point c.

例9:流動層を用いた還元処理
酸化ニッケル粒子1650gに酸化マグネシウム粉末を添加して、V型混合機(SVM型、セイシン企業製)により常温で5分間混合して、酸化ニッケル粒子を酸化マグネシウムで被覆した。このとき、酸化マグネシウム粉末の添加量は、金属元素換算で、酸化ニッケルおよび被覆用酸化物の合計質量に対して0.10質量%とした。被覆された酸化ニッケル粒子1650gを秤量し、内径90mmΦの円筒形のステンレス製流動装置(シリコニット炉、シリコニット社製)に入れた。この流動装置を外部から900℃に加熱し、窒素ガスを3m/hrの流量で下部から投入して流動層を形成した。これに還元ガスとしてプロパンを0.4m/hrの流量で供給しながら還元反応を7分30秒間連続的に行った。このとき、流動層から排出されるガス中のCO濃度およびCO濃度をINFRARED GAS ANALYZER装置(ZRG2GNP2−0B0YY−YY0YYFY、富士電機社製)で連続分析して還元反応の進行を観察したところ、図7に示される通りであった。還元処理後、加熱と還元ガスの供給を止め窒素ガスを投入しながら室温まで冷却した。得られた処理物をサンプリングして、ICP−発光分光分析装置(VISTA-PRO、Varian社製)により分析し、還元の進行度合いを掌握した。その結果、得られた還元品の到達Ni品位は95.7質量%であり、産物の酸素含有量は1.88%(酸素分析装置、RO-600、LECO社製)であった。これらの結果から、流動状態は最後まで維持され順調に還元反応が進行し、目標とするNi品位の産物が得られたことが分かる。このことから、MgO被覆を酸化ニッケル粒子に施すことで、還元反応が滞りなく進行し目的のNi品位を得られることが分かる。
Example 9: Magnesium oxide powder was added to 1650 g of reduction-treated nickel oxide particles using a fluidized bed, and mixed for 5 minutes at room temperature with a V-type mixer (SVM type, manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). Coated with. At this time, the addition amount of the magnesium oxide powder was set to 0.10% by mass with respect to the total mass of nickel oxide and coating oxide in terms of metal elements. 1650 g of the coated nickel oxide particles were weighed and placed in a cylindrical stainless steel flow apparatus (siliconit furnace, manufactured by Siliconit Co.) having an inner diameter of 90 mmΦ. This fluidizing device was heated to 900 ° C. from the outside, and nitrogen gas was introduced from the bottom at a flow rate of 3 m 3 / hr to form a fluidized bed. The reduction reaction was continuously carried out for 7 minutes 30 seconds while supplying propane as a reducing gas at a flow rate of 0.4 m 3 / hr. At this time, when the CO concentration and CO 2 concentration in the gas discharged from the fluidized bed were continuously analyzed with an INFRARED GAS ANALYZER apparatus (ZRG2GNP2-0B0YY-YY0YYFY, manufactured by Fuji Electric Co., Ltd.), the progress of the reduction reaction was observed. 7 as shown. After the reduction treatment, the heating and supply of the reducing gas were stopped, and the mixture was cooled to room temperature while introducing nitrogen gas. The obtained processed product was sampled and analyzed by an ICP-emission spectroscopic analyzer (VISTA-PRO, manufactured by Varian) to grasp the degree of progress of reduction. As a result, the achieved Ni quality of the obtained reduced product was 95.7% by mass, and the oxygen content of the product was 1.88% (oxygen analyzer, RO-600, manufactured by LECO). From these results, it can be seen that the flow state was maintained until the end, the reduction reaction proceeded smoothly, and a target Ni-grade product was obtained. From this, it can be seen that by applying the MgO coating to the nickel oxide particles, the reduction reaction proceeds smoothly and the desired Ni quality can be obtained.

例10:流動層を用いた還元処理
酸化ニッケル粒子1650gに酸化マグネシウム粉末を添加して、V型混合機(SVM型、セイシン企業製)により常温で5分間混合して、酸化ニッケル粒子を酸化マグネシウムで被覆した。このとき、酸化マグネシウム粉末の添加量は、金属元素換算で、酸化ニッケルおよび被覆用酸化物の合計質量に対して0.005質量%とした。被覆された酸化ニッケル粒子1650gを秤量し、内径90mmΦの円筒形のステンレス製流動装置(シリコニット炉、シリコニット社製)に入れた。この流動装置を外部から900℃に加熱し、窒素ガスを3m/hrの流量で下部から投入して流動層を形成した。これに還元ガスとしてプロパンを0.4m/hrの流量で供給しながら還元反応を2分間連続的に行った。このとき、流動層から排出されるガス中のCO濃度およびCO濃度をINFRARED GAS ANALYZER装置(ZRG2GNP2−0B0YY−YY0YYFY、富士電機社製)で連続分析して還元反応の進行を観察したところ、図8に示される通りであった。還元処理後、加熱と還元ガスの供給を止め窒素ガスを投入しながら室温まで冷却した。得られた処理物をサンプリングして、ICP-発光分光分析装置(VISTA-PRO、Varian社製)により分析し、還元の進行度合いを掌握した。その結果、得られた還元品の到達Ni品位は78.9質量%であった。これらの結果から、流動状態は開始後直ぐに消滅し、還元反応も停滞し、目標とするNi品位の産物は得られなかったことが分かる。このことから、被覆が不十分であった場合には、焼結がおこり流動層は維持されず還元反応は停滞することが分かる。
Example 10: Magnesium oxide powder was added to 1650 g of reduction-treated nickel oxide particles using a fluidized bed, and mixed for 5 minutes at room temperature with a V-type mixer (SVM type, manufactured by Seishin Enterprise). Coated with. At this time, the addition amount of the magnesium oxide powder was set to 0.005 mass% with respect to the total mass of nickel oxide and coating oxide in terms of metal elements. 1650 g of the coated nickel oxide particles were weighed and placed in a cylindrical stainless steel flow apparatus (siliconit furnace, manufactured by Siliconit Co.) having an inner diameter of 90 mmΦ. This fluidizing device was heated to 900 ° C. from the outside, and nitrogen gas was introduced from the bottom at a flow rate of 3 m 3 / hr to form a fluidized bed. The reduction reaction was continuously carried out for 2 minutes while supplying propane as a reducing gas at a flow rate of 0.4 m 3 / hr. At this time, when the CO concentration and CO 2 concentration in the gas discharged from the fluidized bed were continuously analyzed with an INFRARED GAS ANALYZER apparatus (ZRG2GNP2-0B0YY-YY0YYFY, manufactured by Fuji Electric Co., Ltd.), the progress of the reduction reaction was observed. As shown in FIG. After the reduction treatment, the heating and supply of the reducing gas were stopped, and the mixture was cooled to room temperature while introducing nitrogen gas. The obtained processed material was sampled and analyzed by an ICP-emission spectroscopic analyzer (VISTA-PRO, manufactured by Varian) to grasp the degree of progress of reduction. As a result, the achieved Ni quality of the obtained reduced product was 78.9% by mass. From these results, it can be seen that the flow state disappeared immediately after the start, the reduction reaction also stagnated, and the target Ni-grade product was not obtained. From this, it can be seen that when the coating is insufficient, sintering occurs, the fluidized bed is not maintained, and the reduction reaction is stagnant.

例7において還元前のMgO被覆酸化ニッケル粒子の断面をEPMAで解析した画像である。In Example 7, it is the image which analyzed the cross section of the MgO covering nickel oxide particle before reduction | restoration by EPMA. 例7において還元前のMgO被覆酸化ニッケル粒子の表面をSEMで撮影した画像である。8 is an image obtained by photographing the surface of MgO-coated nickel oxide particles before reduction in Example 7 with an SEM. 図2のb点において測定された元素分析チャートである。3 is an elemental analysis chart measured at point b in FIG. 2. 例8において還元後のMgO被覆ニッケル粒子の断面をEPMAで解析した画像である。In Example 8, it is the image which analyzed the cross section of the MgO covering nickel particle after reduction | restoration by EPMA. 例8において還元後のMgO被覆ニッケル粒子の表面をSEMで撮影した画像である。In Example 8, it is the image which image | photographed the surface of the MgO covering nickel particle after reduction | restoration by SEM. 図5のc点において測定された元素分析チャートである。6 is an elemental analysis chart measured at point c in FIG. 5. 例9において測定された、流動層から排出されるガス中のCO濃度およびCO濃度の経時変化を示す図である。FIG. 10 is a graph showing changes with time in CO concentration and CO 2 concentration in gas discharged from a fluidized bed measured in Example 9. 例10において測定された、流動層から排出されるガス中のCO濃度およびCO濃度の経時変化を示す図である。Measured in Example 10, it shows the time course of CO concentration and the CO 2 concentration in the gas discharged from the fluidized bed.

Claims (16)

酸化ニッケル粒子と、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、および酸化ケイ素からなる群から選択される少なくとも一種の粉末状の被覆用酸化物とを添加剤を添加することなく0℃〜100℃で1分間以上混合して、該被覆用酸化物で被覆された酸化ニッケル粒子を得ることを含んでなり、その際、前記被覆用酸化物の添加量が、金属元素換算で、前記酸化ニッケル粒子および被覆用酸化物の合計質量に対して、0.02質量%以上であることを特徴とする、酸化ニッケルの還元による還元ニッケルの製造に用いられる、酸化ニッケル粒子の被覆方法。Mixing nickel oxide particles and at least one powdery coating oxide selected from the group consisting of magnesium oxide, aluminum oxide, and silicon oxide at 0 ° C. to 100 ° C. for 1 minute or more without adding an additive And obtaining nickel oxide particles coated with the coating oxide, wherein the amount of the coating oxide added is calculated in terms of metal element and the nickel oxide particles and coating oxide. A method for coating nickel oxide particles , which is used for producing reduced nickel by reduction of nickel oxide , characterized in that the content is 0.02% by mass or more with respect to the total mass . 前記混合が予熱および加熱を伴うことなく行われる、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the mixing is performed without preheating and heating. 前記混合が常温で行われる、請求項1または2に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the mixing is performed at room temperature. 前記混合がV型混合機またはコンクリートミキサーにより行われる、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the mixing is performed by a V-type mixer or a concrete mixer. 前記酸化ニッケル粒子が0.1〜5mmの直径を有する、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the nickel oxide particles have a diameter of 0.1 to 5 mm. 前記被覆用酸化物が45μm以下の粒子径を有する、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。 The coating oxide has a size not larger than 45 [mu] m, method according to any one of claims 1-5. 前記被覆用酸化物の添加量が、金属元素換算で、前記酸化ニッケル粒子および被覆用酸化物の合計質量に対して、0.03〜0.10質量%である、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。 The amount of the coating oxide, in terms of metal elements, based on the total weight of the nickel oxide particles and the coating oxide, 0.03 to 0.10 wt%, more of claims 1 to 6 The method according to claim 1. 前記被覆用酸化物が酸化マグネシウムである、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。 The coating oxide is magnesium oxide, the method according to any one of claims 1-7. 前記被覆用酸化物が酸化アルミニウムである、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。 The coating oxide is aluminum oxide, the method according to any one of claims 1-7. 前記被覆用酸化物が酸化ケイ素である、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。 The coating oxide is silicon oxide, the method according to any one of claims 1-7. 前記酸化ニッケル粒子と、該粒子の表面に形成される、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、および酸化ケイ素からなる群から選択される少なくとも一種からなる酸化物被覆とを備えてなり、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法により製造された、酸化ニッケルの還元による還元ニッケルの製造に用いられる、被覆された酸化ニッケル粒子。 Said nickel oxide particles, is formed on the surface of the particles, magnesium oxide, aluminum oxide, and composed of at least one selected from the group consisting of silicon oxide becomes and an oxide coating of claim 1-10 Coated nickel oxide particles produced by the method according to any one of the above and used for producing reduced nickel by reduction of nickel oxide. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法により被覆用酸化物で被覆された酸化ニッケル粒子を形成させ、該被覆された酸化ニッケル粒子を、750℃以上の焼結を起こさない温度に加熱し、該加熱した粒子に還元性ガスを供給して前記酸化ニッケルを還元し、それにより還元ニッケルを生成させる工程を含んでなる、還元ニッケルの製造方法。 A nickel oxide particle coated with a coating oxide is formed by the method according to any one of claims 1 to 10 , and the coated nickel oxide particle is heated to a temperature that does not cause sintering at 750 ° C or higher. A method for producing reduced nickel, comprising a step of heating and supplying a reducing gas to the heated particles to reduce the nickel oxide, thereby producing reduced nickel. 前記還元性ガスが、アンモニア、水素、一酸化炭素、またはこれらを含む天然ガスもしくはプロパンガスからなる群から選択される少なくとも一種である、請求項12に記載の方法。 The method according to claim 12 , wherein the reducing gas is at least one selected from the group consisting of ammonia, hydrogen, carbon monoxide, or a natural gas or propane gas containing them. 前記加熱温度が950℃未満である、請求項12または13に記載の方法。 The method according to claim 12 or 13 , wherein the heating temperature is less than 950 ° C. 前記加熱温度が900℃以下である、請求項12または13に記載の方法。 The method according to claim 12 or 13 , wherein the heating temperature is 900 ° C or lower. 前記還元が、前記粒子を窒素ガスで流動化させながら行われる、請求項12〜15のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 12 to 15 , wherein the reduction is performed while fluidizing the particles with nitrogen gas.
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