JP5984139B2 - Briquette manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、フェロニッケル製錬においてニッケル酸化鉱石の焼成等を行うロータリーキルンから排出され回収されるダストからブリケットを製造するブリケットの製造方法に関する。   The present invention relates to a briquette manufacturing method for manufacturing briquettes from dust discharged and collected from a rotary kiln that performs calcination of nickel oxide ore in ferronickel smelting.

従来、鉄とニッケルの合金であるフェロニッケルの一般的な製造方法としては、ニッケルを含有するサポロライト鉱石等のラテライト鉱石を原料として、乾燥工程、焼成工程、還元熔解工程、精製工程を有する乾式製錬方法が採られている。この方法では、通常、鉱石をロータリードライヤーにて乾燥させて鉱石の付着水分を15〜25%とした後(予備乾燥)、ロータリーキルンを使用した焼成処理(焼成工程)が行われる。   Conventionally, as a general manufacturing method of ferronickel, which is an alloy of iron and nickel, a dry product having a drying step, a firing step, a reduction melting step, and a purification step using a laterite ore such as a saporolite ore containing nickel as a raw material. A smelting method is adopted. In this method, usually, ore is dried with a rotary dryer so that the adhering moisture of the ore is 15 to 25% (preliminary drying), and then a firing process (firing step) using a rotary kiln is performed.

この焼成工程においては、予備乾燥された鉱石と無煙炭等の石炭をロータリーキルンに装入し、800〜1000℃程度まで加熱することで、付着水の除去(乾燥)と結晶水分の分解(焼成)、さらには予備還元を行い、焼鉱を得る。その後、溶融還元工程において、得られた焼鉱が電気炉にて溶融還元されて、ニッケルと鉄を含有するメタルとスラグが形成される。   In this firing step, pre-dried ore and coal such as anthracite are charged into a rotary kiln and heated to about 800 to 1000 ° C. to remove adhering water (dry) and decompose crystal water (fire), Furthermore, preliminary reduction is performed to obtain a calcined ore. Thereafter, in the smelting reduction process, the obtained sinter is melted and reduced in an electric furnace to form a metal and slag containing nickel and iron.

このとき、ロータリードライヤー及びロータリーキルン内では、鉱石の乾燥処理や焼成処理に伴ってダストが発生する。そのため、排ガス処理設備において発生したダストの回収が行われている。ここで回収されたダストは、鉱石と同程度の品位のニッケルを含むことから、通常、原料として再利用するために、ダストをそのまま、若しくはペレタイザー等でペレットに造粒した後に、ロータリードライヤー又はロータリーキルンに繰り返し装入する方法が取られている(ダストの繰り返し処理)。   At this time, dust is generated in the rotary dryer and the rotary kiln as the ore is dried or fired. Therefore, the dust generated in the exhaust gas treatment facility is collected. Since the recovered dust contains nickel of the same grade as ore, the rotary dryer or rotary kiln is usually used to recycle the dust as it is or after granulating the pellet into pellets with a pelletizer or the like. The method of repeatedly charging is used (repeated dust treatment).

ダストをそのまま繰り返した場合、鉱石が粘土質で自己造粒性を有する鉱石であれば、その装入したダストはロータリードライヤー内で鉱石と共に造粒され、再度、ダストとなって飛散する割合は少なくなる。しかしながら、近年用いられる鉱石は、自己造粒性を有しているものが少なく、繰り返したダストは、そのままダストとして再度飛散してしまう。   When the dust is repeated as it is, if the ore is clayey and self-granulating ore, the charged dust is granulated together with the ore in the rotary dryer, and the rate of scattering as dust again is small. Become. However, ores used in recent years have few self-granulating properties, and repeated dust is scattered again as dust as it is.

そこで、繰り返し装入するためのダストを造粒することが行われる。しかしながら、キルンダストには、還元剤としてキルンに装入している石炭が含まれているため、濡れ性が低く、得られるペレットの強度が低いという問題がある。   Therefore, granulation of dust for repeated charging is performed. However, since kiln dust contains coal charged in the kiln as a reducing agent, there is a problem that wettability is low and the strength of the resulting pellets is low.

一般的なダストの造粒では、ペレタイザーを用いた処理が行われているが、そのペレットの強度を得ることを目的としてバインダーとなる溶剤を使用しているため、コストが非常に高くなるという欠点がある。例えば特許文献1では、pH8.5以上であってアルカリ金属を含む水溶性無機塩であるアルカリ性水溶液を造粒水(溶剤)として用いてペレットを製造する方法が開示されているが、このような造粒水を作るにはコストが掛かるため、ダストペレットの製造コストが高くなるという問題点がある。   In general dust granulation, processing using a pelletizer is performed, but since a solvent is used as a binder for the purpose of obtaining the strength of the pellets, the disadvantage is that the cost is very high. There is. For example, Patent Document 1 discloses a method of producing pellets using an alkaline aqueous solution, which is a water-soluble inorganic salt containing an alkali metal and having a pH of 8.5 or more, as granulated water (solvent). There is a problem in that the production cost of dust pellets is high because it takes cost to produce granulated water.

また、例えば特許文献2では、製鋼ダストに関して、バインダー無しで所定の強度を有するブリケットを製造する方法が開示されている。しかしながら、この特許文献2に記載の技術は、鉄鋼製錬における技術であって、この技術をダスト性状の異なるフェロニッケル製錬におけるダストの処理に適応させることはできない。   For example, Patent Document 2 discloses a method of manufacturing briquettes having a predetermined strength without using a binder with respect to steelmaking dust. However, the technique described in Patent Document 2 is a technique in steel smelting, and this technique cannot be applied to dust treatment in ferronickel smelting with different dust properties.

このように、フェロニッケル製錬におけるロータリーキルン等で発生するダストからペレットやブリケット等の成形物を得る方法において、その成形物に強度があり、且つ、その成形物を低い製造コストで製造することが求められている。   Thus, in a method for obtaining a molded product such as pellets or briquettes from dust generated in a rotary kiln or the like in ferronickel smelting, the molded product has strength, and the molded product can be manufactured at a low manufacturing cost. It has been demanded.

特開2006−291320号公報JP 2006-291320 A 特開2006−137976号公報JP 2006-137976 A

そこで、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、ニッケル酸化鉱石の乾燥を行うータリードライヤーや焼成を行うロータリーキルンの排ガスから回収されるダストから、高い強度を有するブリケットを、低いコストで製造することができる方法を提供することにある。 The present invention has been proposed in view of such circumstances, the dust recovered from the rotary kiln exhaust gas to perform b over tally dryer firing to dry the nickel oxide ore, briquettes having a high strength Another object of the present invention is to provide a method that can be manufactured at low cost.

本発明者らは、上述した目的を達成するために鋭意検討を重ねた。その結果、回収したダストと鉱石とを予め混合させた後に、その混合物に対して所定量の水を添加して混練して得られた混練物に基づいて成形することによって、強度の高いブリケットを、低いコストで製造できることを見出し、本発明を完成させた。   The inventors of the present invention have made extensive studies to achieve the above-described object. As a result, after the collected dust and ore are mixed in advance, a high-strength briquette is formed by molding based on a kneaded product obtained by adding a predetermined amount of water to the mixture and kneading. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明に係るブリケットの製造方法は、フェロニッケル製錬におけるロータリーキルンから発生したダストからブリケットを製造する方法であって、前記ダストと鉱石とを予め混合する混合工程と、前記混合工程を経て得られた混合物に、前記ブリケットの水分値が17〜19%となるように水を添加して混練する混練工程と、前記混練工程を経て得られた混練物を成形する成形工程とを有することを特徴とする。 That is, the manufacturing method of the briquette according to the present invention is a method of manufacturing briquette from dust generated from a rotary kiln in ferronickel smelting, the mixing step of mixing the dust and ore in advance, and the mixing step A kneading step of adding water to the resulting mixture so that the moisture value of the briquette is 17 to 19% and kneading, and a molding step of molding the kneaded product obtained through the kneading step It is characterized by.

本発明によれば、バインダーとなる溶剤等を用いることなく低いコストで、高い強度を有するブリケットを製造することができ、再粉化させることなく効果的にロータリーキルンに繰り返し装入することができる。   According to the present invention, a briquette having high strength can be produced at a low cost without using a solvent or the like as a binder, and can be repeatedly charged into a rotary kiln effectively without being pulverized.

ブリケットの製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of a briquette. ブリケットの製造方法の流れを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the flow of the manufacturing method of a briquette. ブリケットマシンによって混練物を成形して得られる成形物の強度について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the intensity | strength of the molded article obtained by shape | molding a kneaded material with a briquette machine.

以下、本発明に係るブリケットの製造方法の具体的な実施形態(以下、「本実施の形態」という。)について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。   Hereinafter, a specific embodiment of a briquette manufacturing method according to the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, a change is possible.

本実施の形態に係るブリケットの製造方法は、フェロニッケル製錬においてニッケル酸化鉱石に対する予備乾燥を行うロータリードライヤーや予備乾燥して得られた乾燥鉱石に対する焼成と予備還元を行うロータリーキルンから発生したダストからブリケットを製造する方法である。なお、以下では、予備乾燥に用いるロータリードライヤー、予備還元や焼成に用いるロータリーキルンを、総じて「ロータリーキルン」と称することがある。   The manufacturing method of the briquette according to the present embodiment includes a rotary dryer that performs preliminary drying on nickel oxide ore in ferronickel smelting and dust generated from a rotary kiln that performs firing and preliminary reduction on dry ore obtained by preliminary drying. A method of manufacturing briquettes. Hereinafter, the rotary dryer used for preliminary drying and the rotary kiln used for preliminary reduction and firing may be generally referred to as “rotary kiln”.

フェロニッケル製錬において用いられるニッケル酸化鉱石(以下、単に「鉱石」ともいう。)は、特に限定されないが、一般的に、ラテライト鉱石を数種類ブレンドして調合したものを用いる。フェロニッケル製錬においては、先ず、その鉱石をロータリードライヤーにて予備乾燥して付着水分を20%程度まで低減させ、次に、得られた乾燥鉱石と還元剤としての無煙炭等の石炭とをロータリーキルンに装入して焼成と予備還元を行う。なお、焼成されて排出された鉱石のことを焼鉱と呼び、この焼鉱の温度は後工程の電気炉における還元溶融でのトラブル回避のために800℃以上を維持する操業を行っている。   The nickel oxide ore used in ferronickel smelting (hereinafter, also simply referred to as “ore”) is not particularly limited, but generally, a mixture prepared by blending several kinds of laterite ores is used. In ferronickel smelting, the ore is first pre-dried with a rotary dryer to reduce the adhering moisture to about 20%, and then the resulting dried ore and coal such as anthracite as a reducing agent are rotary kiln. Calcination and preliminary reduction are carried out. The ore that has been baked and discharged is called calcined ore, and the temperature of this calcined ore is maintained at 800 ° C. or higher in order to avoid troubles caused by reductive melting in an electric furnace in a subsequent process.

そのロータリードライヤー及びロータリーキルン内では、鉱石の乾燥処理や焼成処理に伴ってダストが発生する。発生したダストは、鉱石と同程度の品位のニッケルを含む。このことから、通常、原料として再利用するために、回収したダストをブリケットに成形した後にロータリーキルン等に繰り返し装入する方法が採られている。   In the rotary dryer and rotary kiln, dust is generated as the ore is dried and fired. The generated dust contains nickel of the same grade as the ore. For this reason, in order to reuse the raw material as a raw material, a method of repeatedly charging the collected dust into a briquette and then repeatedly charging it into a rotary kiln or the like is employed.

本実施の形態に係るブリケットの製造方法は、図1の工程図に示すように、発生したダストと鉱石とを予め混合する混合工程S1と、混合して得られた混合物に、所定量の水を添加して混練する混練工程S2と、混練して得られた混練物を、ブリケットマシン等を用いて成形する成形工程S3とを有する。また、図2に、この製造方法の流れを説明するための図を示す。このような製造方法によれば、高い強度を有するブリケットを低コストで製造することができ、再粉化することなく効果的に繰り返し処理に供することができる。以下、各工程について順に説明する。   As shown in the process diagram of FIG. 1, the briquette manufacturing method according to the present embodiment includes a mixing step S1 in which generated dust and ore are mixed in advance, and a predetermined amount of water is added to the mixture obtained by mixing. Kneading step S2 for adding and kneading, and molding step S3 for molding the kneaded material obtained by kneading using a briquette machine or the like. FIG. 2 is a diagram for explaining the flow of the manufacturing method. According to such a manufacturing method, a briquette having high strength can be manufactured at a low cost, and can be effectively subjected to repeated treatment without being pulverized. Hereinafter, each process is demonstrated in order.

なお、本明細書における「ブリケット」とは、ペレットをも含む概念として用いる。   In addition, the “briquette” in this specification is used as a concept including pellets.

(混合工程)
混合工程S1では、ロータリーキルンから発生して回収したダストと鉱石とを予め混合して混合物を得る。
(Mixing process)
In mixing process S1, the dust and ore which generate | occur | produced and collect | recovered from the rotary kiln are mixed previously, and a mixture is obtained.

ダストは、主として、ロータリーキルンにて発生する。本実施の形態に係るブリケットの製造方法において用いられるダストは、上述した鉱石の予備乾燥を行うドライヤー、及び、焼成を行うロータリーキルンの排ガスから回収されるダストであり、主に、鉱石から付着水が除去された乾燥鉱石、更に部分的に結晶水が除去された焼鉱、還元剤の石炭等からなっている。このようなダストは、造粒性が悪い。このことは、ダスト中に石炭が含まれていることや焼成された鉱石を含むことから、濡れ性が悪化していることが原因であると考えられる。   Dust is mainly generated in a rotary kiln. The dust used in the manufacturing method of the briquette according to the present embodiment is dust recovered from the exhaust gas of the rotary kiln that performs the preliminary drying of the ore and the rotary kiln described above, and mainly the adhering water from the ore. It consists of dry ore that has been removed, calcined ore from which crystal water has been partially removed, and coal as a reducing agent. Such dust has poor granulation properties. This is considered to be due to the deterioration of wettability due to the fact that coal is contained in the dust and the baked ore is included.

一般的に、ダストから成形されるブリケット等の成形物の強度は、造粒直後の湿潤状態では粒子間の付着水の毛管力に依存すると考えられている。したがって、その成形物においては、毛細管現象による水分移動によって鉱石粒子が吸引されて真空の(気圧の低い)空間が発現することによって、強度が上昇すると考えられる。   In general, the strength of a molded product such as a briquette formed from dust is considered to depend on the capillary force of water adhering between particles in a wet state immediately after granulation. Therefore, in the molded product, it is considered that the strength is increased by ore particles being sucked by moisture movement due to capillary action and a vacuum (low atmospheric pressure) space is developed.

このことから、本実施の形態に係るブリケットの製造方法においては、回収したダストと共に鉱石を混ぜ合わせるようにする。ダストと鉱石とは、粒子径が異なるものである。そのため、このようにダストと鉱石とを混ぜ合わせて造粒することで、粒同士が移動する際に必要とするエネルギーを増大させる、すなわち、成形物を構成する粒を動き難くさせることができ、得られる成形物の強度を上昇させることができる。つまり、このようにダストに鉱石を混ぜることで、その鉱石を所謂バインダーとして作用させる。   For this reason, in the briquette manufacturing method according to the present embodiment, the ore is mixed with the collected dust. Dust and ore have different particle sizes. Therefore, by mixing and granulating dust and ore in this way, the energy required when the grains move can be increased, that is, the grains constituting the molded product can be made difficult to move. The strength of the molded product obtained can be increased. That is, by mixing the ore with the dust in this way, the ore acts as a so-called binder.

このとき、ダストと鉱石とを混ぜ合わせて造粒するにあたって重要となるのは、粒径の大きい鉱石と粒径の小さいダストの偏在をなくし、且つ、空隙率を下げるようにすること、つまりは、ダストと鉱石とを十分に良く混ぜ合わせることにある。   At this time, it is important to mix and granulate dust and ore, and to eliminate the uneven distribution of ores with a large particle size and dust with a small particle size and to lower the porosity, that is, , Mixing dust and ore well enough.

そこで、本実施の形態に係るブリケットの製造方法では、予めダストと鉱石とを混合する混合工程S1を設けることを特徴としている。このように、ダストと鉱石との混練物を作製するに先立って、ダストと鉱石とを混合させる混合工程とを設けることによって、混合が十分に効果的に行われるようになり、粒径の大きな鉱石と粒径の小さなダストの偏在をなくすことができるとともに、空隙率を下げることができる。そして、これにより、得られるブリケットの強度を効果的に高めることができる。   Therefore, the briquette manufacturing method according to the present embodiment is characterized in that a mixing step S1 for mixing dust and ore is provided in advance. Thus, prior to producing a kneaded product of dust and ore, by providing a mixing step of mixing dust and ore, mixing becomes sufficiently effective, and the particle size is large. It is possible to eliminate the uneven distribution of the ore and dust having a small particle diameter, and to reduce the porosity. And thereby, the intensity | strength of the briquette obtained can be raised effectively.

ダストは、上述したように、ロータリーキルンの排ガスから回収されたダストであり、特に限定されないが、その水分率を所定の割合に調整したものを用いることが好ましい。具体的には、例えば16〜20wt%の水分率となるように調整したダストを用いることが好ましい。なお、回収したダストの水分調整方法としては、所望とする水分率にすることができれば特に限定されず、例えば乾燥機を用いた乾燥処理や自然乾燥でもよい。   As described above, the dust is dust collected from the exhaust gas of the rotary kiln, and is not particularly limited. However, it is preferable to use dust whose water content is adjusted to a predetermined ratio. Specifically, for example, it is preferable to use dust adjusted to have a moisture content of 16 to 20 wt%. The method for adjusting the moisture content of the collected dust is not particularly limited as long as the moisture content can be set to a desired value. For example, a drying process using a dryer or natural drying may be used.

鉱石としては、ロータリードライヤーを経て付着水分が20wt%以下程度(例えば、16〜20wt%程度)まで低減された(予備乾燥された)乾燥鉱石を用いる。また、この鉱石の粒径は、特に限定されないが、10mm以下程度の鉱石(粉鉱石)を用いることが好ましい。このように、粒径10mm以下程度の粉鉱石を用いてダストと混合させることによって、後述する混練工程S2においてダストと鉱石の空隙率を低下させることができ、より一層に強度の高いブリケットを製造することができる。   As the ore, a dried ore whose attached moisture is reduced to about 20 wt% or less (for example, about 16 to 20 wt%) through a rotary dryer is used. The particle size of the ore is not particularly limited, but it is preferable to use an ore (powder ore) of about 10 mm or less. In this way, by mixing powder ore with a particle size of about 10 mm or less with dust, the porosity of the dust and ore can be reduced in the kneading step S2 to be described later, and an even stronger briquette is produced. can do.

なお、混合に用いる鉱石は、特に限定されないが、図2に示すように、ロータリードライヤーから排出された後に、例えば10mmの篩等を用いて篩分けして得られた篩下の鉱石を回収して用いることができる。   The ore used for mixing is not particularly limited. As shown in FIG. 2, after being discharged from the rotary dryer, the ore under the sieve obtained by sieving using a 10 mm sieve or the like is recovered. Can be used.

(混練工程)
混練工程S2では、上述の混合工程S1にて混合して得られたダストと鉱石との混合物に、所定量の水を添加して混練して混練物とする。この混練工程S2では、混合物に対して、例えば調水装置等を用いて最終的な水分調整を行って混練することによって、ブリケットに成形するための原料(混練物)を作製する。
(Kneading process)
In the kneading step S2, a predetermined amount of water is added to the mixture of dust and ore obtained by mixing in the mixing step S1 and kneaded to obtain a kneaded product. In the kneading step S2, a raw material (kneaded material) to be formed into a briquette is prepared by kneading the mixture with final moisture adjustment using, for example, a water adjusting device.

ここで、この混練工程S2にて最終調整する水分値が、成形物であるブリケットの強度や生産性の面から重要となる。成形方法については後で詳述するが、ブリケットマシン等のローラーのカップに混合物を充填させる方法の場合、水分値が高すぎると、成形物の強度が極端に落ち、成形物の形状が維持できなくなる。さらには、カップ内の付着物が多くなり適切な操業が維持できなくなる可能性がある。一方で、水分値が低すぎると、毛管力が発現されないために極端に成形物であるブリケットの強度が悪くなる。このことから、混練工程S2では、得られる混練物の付着水の割合が、好ましくは18±3%の範囲内、より好ましくは18±2%の範囲内となるように、所定量の水を添加して混練する。このようにして混練することによって、強度の高いブリケットを得ることができる。   Here, the moisture value finally adjusted in the kneading step S2 is important from the viewpoint of the strength and productivity of the briquette as a molded product. The molding method will be described in detail later, but in the case of filling the mixture into a roller cup such as a briquette machine, if the moisture value is too high, the strength of the molded product will be extremely lowered and the shape of the molded product can be maintained. Disappear. Furthermore, there is a possibility that the amount of deposits in the cup increases and proper operation cannot be maintained. On the other hand, if the moisture value is too low, the capillary force is not expressed, and thus the strength of the briquette as a molded product is extremely deteriorated. From this, in the kneading step S2, a predetermined amount of water is added so that the ratio of water adhering to the kneaded product obtained is preferably in the range of 18 ± 3%, more preferably in the range of 18 ± 2%. Add and knead. By kneading in this way, a briquette with high strength can be obtained.

また、混練工程S2においては、十分にしっかりと練り上げることによって空隙率を下げるようにすることが好ましい。具体的な混練方法としては、特に限定されないが、例えば50(kg/min)程度の量を処理する場合には、80L程度の有効容積を有するミキサーを用いて混練させる。また、使用するミキサーについても、特に限定されず、例えばパグミルミキサー等を用いることができる。なお、ここでいうミキサーの有効容積とは、そのミキサーによって有効に混練され得る混合物の収容容積をいう。   In the kneading step S2, it is preferable to lower the porosity by kneading sufficiently firmly. Although it does not specifically limit as a concrete kneading method, For example, when processing the quantity of about 50 (kg / min), it knead | mixes using the mixer which has an effective volume of about 80L. Moreover, it does not specifically limit about the mixer to be used, For example, a pug mill mixer etc. can be used. In addition, the effective volume of a mixer here means the accommodation volume of the mixture which can be knead | mixed effectively with the mixer.

(成形工程)
成形工程S3では、上述した混練工程S2を経て得られた混練物を、例えば圧縮型の連続式成形機(ブリケットマシン)を用いて成形し、成形物であるブリケットを得る。具体的な成形条件等については、特に限定されず、一般的な条件にて成形することができる。
(Molding process)
In the molding step S3, the kneaded product obtained through the kneading step S2 described above is molded using, for example, a compression-type continuous molding machine (briquette machine) to obtain a briquette that is a molded product. Specific molding conditions and the like are not particularly limited, and molding can be performed under general conditions.

ここで、この成形工程S3にてブリケットマシン等により成形される成形物の強度機構としては、図3に示すようなモデル図で説明することができる。   Here, the strength mechanism of the molded product molded by the briquette machine or the like in the molding step S3 can be described by a model diagram as shown in FIG.

すなわち、図3に示すように、粉体がロール間隙に装入されると、“食い込み点”から下では粉体の流れはロール回転と関連的な流れになる。つまり、ロール回転に伴って粉体は圧縮されて、空隙は次第に減少して個々の粒子が密着して成形される。したがって、食い込み点より下のロール間隙の減少割合が、その成形圧を決め、成形物の比重と強度を決めることになる。この関係を簡単な式で表すと、次式のようになる。   That is, as shown in FIG. 3, when the powder is inserted into the roll gap, the flow of the powder becomes a flow related to the roll rotation below the “break-in point”. That is, as the roll rotates, the powder is compressed, the gap gradually decreases, and the individual particles are brought into close contact with each other to be molded. Therefore, the decreasing rate of the roll gap below the biting point determines the molding pressure and determines the specific gravity and strength of the molded product. This relationship can be expressed by a simple expression as follows.

Figure 0005984139
Figure 0005984139

なお、上記式においては、「θ」は食い込み角、「Vf」は原料粉の空隙率、「Vp」は成形物の空隙率、「S」はロール間隙、「d」はロール直径をそれぞれ表す。   In the above formula, “θ” represents the biting angle, “Vf” represents the porosity of the raw material powder, “Vp” represents the porosity of the molded product, “S” represents the roll gap, and “d” represents the roll diameter. .

このような関係式において、「d」、「S」、「Vf」が決まれば、成形物の空隙率が決まることになる。つまり、成形物の比重は、食い込み角によって決まることになる。食い込み角は、ロールが一定であるならば、原料粉状によって決まる。つまり、ロール直径が変わっても食い込み角は同じであることから、ロール直径が大きいほど比重の大きな成形物を得ることができる。また、原料粉の空隙率が高いほど、成形物の空隙率が低くなり、その結果として成形物(ブリケット)の強度が高くなる。   If “d”, “S”, and “Vf” are determined in such a relational expression, the porosity of the molded product is determined. That is, the specific gravity of the molded product is determined by the biting angle. The biting angle is determined by the raw material powder form if the roll is constant. That is, since the biting angle is the same even if the roll diameter is changed, a molded product having a larger specific gravity can be obtained as the roll diameter is larger. Further, the higher the porosity of the raw material powder, the lower the porosity of the molded product, and as a result, the strength of the molded product (briquette) increases.

なお、この成形工程S3におけるブリケットマシン等を用いた成形処理では、一般的に、1〜2%程度の水分率が低減する。このことから、上述した混練工程S2では、この成形処理での水分率の低下を考慮して、水分の添加量を決定することが好ましい。   In the molding process using a briquette machine or the like in the molding step S3, the moisture content is generally reduced by about 1 to 2%. For this reason, in the above-described kneading step S2, it is preferable to determine the amount of water to be added in consideration of a decrease in the water content in the molding process.

以上詳述したように、本実施の形態に係るブリケットの製造方法は、回収したダストと鉱石とを予め混合させた後に、その混合物に対して所定量の水を添加して混練し、得られた混練物に基づいて成形物であるブリケットを成形する。このようにして得られるブリケットでは、例えば圧壊強度が5〜10(kgf/個(p))程度の非常に高い強度を有するものとなる。   As described above in detail, the briquette manufacturing method according to the present embodiment is obtained by mixing the collected dust and ore in advance and then adding and kneading a predetermined amount of water to the mixture. Based on the kneaded material, a briquette as a molded product is formed. The briquette thus obtained has a very high strength, for example, a crushing strength of about 5 to 10 (kgf / piece (p)).

また、本実施の形態に係るブリケットの製造方法では、従来のようにバインダーとしての溶剤等を用いることなく強度の高いブリケットを製造することができるので、製造コストを極めて効果的に低減することができ、効率的にブリケットを製造することができる。   Further, in the briquette manufacturing method according to the present embodiment, it is possible to manufacture a briquette with high strength without using a solvent as a binder as in the prior art, so that the manufacturing cost can be reduced extremely effectively. It is possible to manufacture briquettes efficiently.

なお、成形物の強度としての指標は、一般的に、上述した圧壊強度の他に、歩留、ドラム強度、落下強度等があるが、何れの場合においても、根本的には搬送系統及びキルンの転動に耐えうる強度であることが必要となる。例えば、このブリケットの製造方法により得られるブリケットは、+10mmの歩留が80%以上となる。   In addition to the above-mentioned crushing strength, generally, the index as the strength of the molded product includes yield, drum strength, drop strength, etc. In any case, the conveyance system and kiln are fundamentally used. It must be strong enough to withstand rolling. For example, a briquette obtained by this briquette manufacturing method has a yield of +10 mm of 80% or more.

以下、本発明を適用した具体的な実施例について説明するが、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。   Specific examples to which the present invention is applied will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

≪ブリケットの製造≫
以下のようにしてロータリーキルンから発生したダストからブリケットを製造した。
≪Manufacture of briquettes≫
Briquettes were produced from dust generated from a rotary kiln as follows.

(混合工程)
先ず、ロータリーキルンから回収したダストと、ニッケル酸化鉱石を予備乾燥して得られた乾燥鉱石を10mm以下に篩分けて得られた篩下の粉鉱石とを、2〜7分間に亘って予め混合させた(予備混合)。
(Mixing process)
First, the dust recovered from the rotary kiln and the sieving ore obtained by sieving the dried ore obtained by pre-drying the nickel oxide ore to 10 mm or less are premixed for 2 to 7 minutes. (Preliminary mixing).

ここで、ダストとしては、ニッケル酸化鉱石の予備乾燥を行うロータリードライヤー、及び、焼成を行うロータリーキルンの排ガスから回収されたダストを用いた。このダストは、鉱石から付着水が除去された乾燥鉱石、さらに部分的に結晶水が除去された焼鉱、還元剤の石炭を含んでいる。なお、原料鉱石としては、Ni品位が2%程度であり、Fe品位が22%程度であり、MgO品位が16%程度であり、SiO品位が35%程度であるラテライト鉱石を数種類ブレンドして調合したものを使用した。調合後の鉱石品位は、Ni品位が1.9〜2.4%程度、Fe品位が10〜16%程度、MgO品位が22〜27%程度、SiO品位が37〜41%程度、付着水分が25〜30%程度であった。 Here, as dust, the dust collected from the exhaust gas of the rotary dryer which performs preliminary drying of nickel oxide ore and the rotary kiln which performs baking was used. This dust contains dry ore from which the adhering water has been removed from the ore, burned ore from which crystal water has been partially removed, and reducing agent coal. As the raw material ore, a Ni-grade of about 2%, an Fe-quality about 22%, an MgO grade about 16%, by several blending laterite ore SiO 2 grade is about 35% What was prepared was used. Ore grade after preparation is, Ni grade of about 1.9 to 2.4% Fe grade of about 10 to 16% MgO grade of about 22 to 27% SiO 2 grade of about 37 to 41%, water attached Was about 25 to 30%.

なお、下記表1に、混合に用いた原料であるダストと鉱石の粒度分布例を示す。表1に示されるように、ダストは比較的粒径が小さく、粉鉱石は比較的粒径が大きく、ダストと粉鉱石とでは互いに粒径が異なることが分かる。   Table 1 below shows an example of the particle size distribution of dust and ore, which are raw materials used for mixing. As shown in Table 1, it can be seen that dust has a relatively small particle size, powder ore has a relatively large particle size, and dust and powder ore have different particle sizes.

Figure 0005984139
Figure 0005984139

(混練工程)
次に、調水装置を備え、処理量が50(kg/min)当たり0.08m程度の有効容積を持つパグミルミキサーを用いて、ダストと粉鉱石とを混合して得られた混合物に対して所定量の水を添加しながら混練する混練処理を行い、混練物を作製した。なお、調水用の水としては工業用水を用いた。また、その調水の割合としては、成形物の水分値が下記表3に示すようなるように調水した。
(Kneading process)
Next, a mixture obtained by mixing dust and fine ore using a pug mill mixer equipped with a water conditioning device and having an effective volume of about 0.08 m 3 per 50 kg / min. A kneaded product was prepared by adding a predetermined amount of water and kneading. Industrial water was used as water for conditioning. Moreover, as the ratio of the water conditioning, water was prepared so that the moisture value of the molded product was as shown in Table 3 below.

(成形工程)
次に、得られた混練物をブリケットマシンに装入して成形し、ブリケットを製造した。
(Molding process)
Next, the obtained kneaded material was charged into a briquette machine and molded to produce a briquette.

≪評価≫
<予備混合の効果>
ダストと鉱石との混練に先立ち、上述のように予め混合(予備混合)を行ったときと予備混合を行わなかったときでの、得られたブリケットの強度を比較した。下記表2に、ブリケットの強度の指標として圧懐強度を用いたときの結果を示す。なお、下記表2において、「(+)3分」とは混練時における混練に伴う混合時間を意味し、「予備混合+3分」とは混練に先立ち予備混合を行った試験例を示し、単に「3分」とは予備混合を行わずに混練時における混合のみを行った試験例を示す。また、生圧懐強度とは、得られた生のブリケットに対して測定した圧懐強度をいう。
≪Evaluation≫
<Effect of premixing>
Prior to the kneading of the dust and the ore, the strength of the obtained briquettes was compared when the mixing (preliminary mixing) was performed in advance and when the premixing was not performed as described above. Table 2 below shows the results when using the compressive strength as an index of briquette strength. In Table 2 below, “(+) 3 minutes” means the mixing time associated with kneading at the time of kneading, and “preliminary mixing + 3 minutes” indicates a test example in which premixing was performed prior to kneading. “3 minutes” indicates a test example in which only mixing during kneading was performed without performing preliminary mixing. Further, the raw compressive strength refers to the compressive strength measured with respect to the obtained raw briquette.

Figure 0005984139
Figure 0005984139

表2に示されるように、混練に先立ち、予めダストと鉱石とを混合させる処理(予備混合)を行うことによって、得られるブリケットの強度が2倍も高くなり、効果的に強度を高められることが分かった。このことは、予備混合を行うことによって、粒径の大きな鉱石と粒径の小さなダストとが偏在することなく満遍なく混合され、これによって混練して得られた混練物の空隙率が非常に小さくなったためであると考えられる。   As shown in Table 2, prior to kneading, the strength of the briquette obtained can be increased by a factor of 2 by pre-mixing dust and ore (preliminary mixing), and the strength can be effectively increased. I understood. This is because by performing premixing, the ore having a large particle size and the dust having a small particle size are mixed evenly without being unevenly distributed, whereby the porosity of the kneaded material obtained by kneading becomes very small. This is probably because

<水分調整の割合>
混練工程における水分調整(調水)の割合に基づいて、得られたブリケットの強度を比較した。試験例として、生ブリケット(成形物)における水分値(水分率)が、それぞれ、20%、19%、18%、17%、15%となるように、混練に際して水分を調整したものを比較した。なお、水分値は、サンプルを100℃24hで乾燥させたときの乾燥前後の重量に基づいて算出した。
<Percentage of moisture adjustment>
Based on the ratio of moisture adjustment (conditioning) in the kneading step, the strength of the obtained briquettes was compared. As a test example, the moisture values (moisture ratio) in raw briquettes (molded products) were 20%, 19%, 18%, 17%, and 15%, respectively, and the water content adjusted during kneading was compared. . The moisture value was calculated based on the weight before and after drying when the sample was dried at 100 ° C. for 24 hours.

下記表3に、それぞれの水分率のブリケットの強度を示す。強度の指標としては、歩留(+10mm)、生圧懐強度(kgf/個(p))、ID強度(ドラム強度、+10mm)を用いた。なお、表3中の「−」は測定していないことを示す。   Table 3 below shows the strength of briquettes having respective moisture contents. As strength indicators, yield (+10 mm), green pressure strength (kgf / piece (p)), and ID strength (drum strength, +10 mm) were used. In addition, “-” in Table 3 indicates that measurement was not performed.

Figure 0005984139
Figure 0005984139

表3に示されるように、成形物であるブリケットの水分値が17〜19%となるように混練工程にて水を添加することによって、そのブリケットの歩留が80%以上、圧壊強度が5(kgf/個(p))以上となることが分かった。   As shown in Table 3, by adding water in the kneading step so that the moisture value of the briquette as a molded product is 17 to 19%, the yield of the briquette is 80% or more and the crushing strength is 5 It turned out that it becomes more than (kgf / piece (p)).

Claims (3)

フェロニッケル製錬におけるロータリーキルンから発生したダストからブリケットを製造する方法であって、
前記ダストと鉱石とを予め混合する混合工程と、
前記混合工程を経て得られた混合物に、前記ブリケットの水分値が17〜19%となるように水を添加して混練する混練工程と、
前記混練工程を経て得られた混練物を成形する成形工程と
を有することを特徴とするブリケットの製造方法。
A method for producing briquettes from dust generated from a rotary kiln in ferronickel smelting,
A mixing step of previously mixing the dust and the ore;
A kneading step of adding water to the mixture obtained through the mixing step so that the briquette has a moisture value of 17 to 19% and kneading; and
And a molding step of molding the kneaded material obtained through the kneading step.
前記鉱石は、ニッケル酸化鉱石をロータリードライヤーにて予備乾燥して得られた乾燥鉱石であることを特徴とする請求項1に記載のブリケットの製造方法。   The briquette manufacturing method according to claim 1, wherein the ore is a dried ore obtained by pre-drying nickel oxide ore with a rotary dryer. 上記鉱石は、粒径10mm以下の鉱石であることを特徴とする請求項1又は2に記載のブリケットの製造方法。   The briquette manufacturing method according to claim 1, wherein the ore is an ore having a particle size of 10 mm or less.
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