JP7124588B2 - 酸化鉱石の製錬方法 - Google Patents
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Description
本実施の形態に係る酸化鉱石の製錬方法は、原料鉱石である酸化鉱石(酸化物)を炭素質還元剤と混合し、その混合物(ペレット)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。
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説明する。
混合工程S1は、ニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合して混合物を得る工程である。具体的には、まず、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石に、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0.2mm以上0.8mm以下程度の粉末を添加して混合し、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。
[還元処理について]
還元工程S2は、得られた混合物を還元炉に装入して、混合物に還元処理を施してメタルとスラグとを含む還元物を得る工程である。還元工程S2における還元処理により、製錬反応(還元反応)が進行して、混合物中では、フェロニッケルメタル(以下、単に「メタル」という)と、フェロニッケルスラグ(以下、単に「スラグ」という)とが分かれて生成する。
図2は、還元処理に使用する還元炉の断面図であり、構成の一例を示すものである。還元炉1は、混合物aに加熱還元処理を施すための本体部10と、還元炉1内の雰囲気気体bに含まれる水分を液化する冷却部20と、液化した水分を還元炉1から排出する排出部30と、を備えている。
本体部10は、還元炉1内に装入された混合物に対して加熱還元処理を施す場となる。具体的に、本体部10は、処理対象の混合物aが載置される炉床11と、炉壁12と、を備える。本体部10では、例えば1200℃以上1450℃以下程度の温度(還元温度)に加熱され、炉床11上に載置された混合物aに対して所定の還元時間で加熱還元処理が施される。
冷却部20は、還元炉1内に設けられており、還元炉1内の雰囲気気体bに含まれる水分を冷却する。具体的に、図2に例示する冷却部20は、炉壁12の一部を構成する冷却板により構成されており、雰囲気気体bよりも相対的に低い温度に保持されている。このような冷却部20に雰囲気気体bが接触することで、その冷却部20の冷却機能により冷却されて雰囲気気体bに含まれる水分が液化される。
排出部30は、冷却部20の近傍に設けられ、冷却部20による冷却によって生成した液体の水分を還元炉1から排出する。具体的には、排出部30は、冷却部20の所定の位置に接続された配管から構成されており、液化した水分をその配管口に集め、配管内において自然通液させることによって排出する。なお、水分が効率的に排出されるように溝等の誘導機構を設けてもよい。
分離工程S3は、還元工程S2より得られた還元物からメタルとスラグを分離する工程である。具体的には、容器に充填させた状態の混合物に対する還元加熱処理によって得られた、メタル相とスラグ相とを含む混在物(混合物)からメタル相を分離して回収する。
ニッケルメタル化率=メタル中のニッケルの質量÷(還元物中の全てのニッケルの質量)×100(%) ・・・(1)式
メタル中ニッケル含有率=メタル中のニッケルの質量÷(メタル中のニッケルと鉄の合計質量)×100(%) ・・・(2)式
ニッケルメタル回収率=回収されたニッケルの量÷(投入した鉱石の量×鉱石中のニッケル含有割合)×100 ・・・・・(3)式
10 本体部
11 炉床
12 炉壁
20 冷却部
30 排出部
a 混合物
b 雰囲気気体
Claims (4)
- ニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合して混合物を得る混合工程と、
得られた混合物をバーナーを備える還元炉に装入し、還元処理を施してメタルとスラグとを含む還元物を得る還元工程と、を含み、
前記還元工程では、前記還元処理によって前記バーナーの燃料が燃焼したときに発生する雰囲気気体に含まれる水分を還元炉から排出する
ニッケル酸化鉱石の製錬方法。 - 前記還元工程では、前記水分を液化することによって還元炉から排出する
請求項1に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。 - 得られた混合物に乾燥処理を施し、乾燥後の混合物を前記還元工程に供する
請求項1又は2に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。 - ニッケル酸化鉱石を含む混合物に還元処理を施してメタルとスラグとを含む還元物を得るための還元炉であって、
バーナーと、
前記バーナーの燃料が燃焼したときに発生する還元炉内の雰囲気気体に含まれる水分を液化する冷却部と、
液化した水分を該還元炉から排出する排出部と、
を備える還元炉。
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