JP7415369B2 - Oxidized ore smelting method - Google Patents
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Description
本発明は、酸化鉱石の製錬方法に関する。 The present invention relates to a method for smelting oxide ore.
酸化鉱石の一種である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鉄とニッケルの合金（以下、鉄とニッケルの合金を「フェロニッケル」ともいう）を製造する乾式製錬方法、オートクレーブを使用して高温高圧で酸浸出し、ニッケルやコバルトが混在した混合硫化物（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。 Nickel oxide ore called limonite or saprolite, which is a type of oxide ore, is smelted using a pyro-smelting method that uses a smelting furnace to produce nickel matte, and a rotary kiln or mobile hearth furnace that produces iron and nickel. (Hereinafter, an alloy of iron and nickel is also referred to as "ferronickel") is a pyrometallurgical method to produce a mixed sulfide containing nickel and cobalt (mixed sulfide), which is produced by acid leaching at high temperature and pressure using an autoclave. ) is known.
上述した様々な方法の中で、特に乾式製錬法を用いてニッケル酸化鉱石を還元して製錬する場合、反応を進めるために原料のニッケル酸化鉱石を適度な大きさに破砕する等して塊状物化する処理が前処理として行われる。 Among the various methods mentioned above, especially when pyrometallurgy is used to reduce and smelt nickel oxide ore, the raw material nickel oxide ore is crushed to an appropriate size in order to proceed with the reaction. A treatment for forming agglomerates is performed as a pretreatment.
具体的に、ニッケル酸化鉱石を塊状物化する、すなわち粉状や微粒状の鉱石を塊状にする際には、そのニッケル酸化鉱石と、それ以外の成分、例えばバインダーやコークス等の還元剤とを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、例えば一辺あるいは直径が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度の成形物（ペレット、ブリケット等を指す。以下、単に「ペレット」ということもある）とするのが一般的である。 Specifically, when turning nickel oxide ore into agglomerates, that is, turning powdered or fine-grained ores into lumps, the nickel oxide ore is mixed with other components such as binders and reducing agents such as coke. The mixture is made into a mixture, and after further moisture adjustment, etc., it is charged into a lump production machine to form a molded product (referring to pellets, briquettes, etc.) with, for example, a side or a diameter of 10 mm or more and 30 mm or less.Hereinafter, simply "pellets" ) is common.
塊状物化して得られるペレットには、含有する水分を「飛ばす」ために、ある程度の通気性が必要となる。さらに、その後の還元処理においてペレット内で均一に還元が進まないと、得られる還元物の組成が不均一になり、メタルが分散したり偏在したりする等の不都合が生じる。そのため、ペレットを作製する際には混合物を均一に混合したり、得られたペレットを還元する際には可能な限り均一な温度を維持することが重要となる。 The pellets obtained by agglomeration require a certain degree of air permeability in order to "float" the moisture they contain. Furthermore, if the reduction does not proceed uniformly within the pellet in the subsequent reduction treatment, the composition of the resulting reduced product will become non-uniform, causing problems such as dispersion or uneven distribution of metal. Therefore, it is important to mix the mixture uniformly when producing pellets, and to maintain as uniform a temperature as possible when reducing the obtained pellets.
加えて、還元処理により生成するメタル（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。生成したフェロニッケルが、例えば数１０μｍ以上数１００μｍ以下の細かな大きさであった場合、同時に生成するスラグと分離することが困難となり、フェロニッケルとしての回収率（収率）が大きく低下してしまう。そのため、還元後のフェロニッケルを粗大化する処理が必要となる。 In addition, it is also a very important technique to coarsen the metal (ferronickel) produced by the reduction process. If the produced ferronickel has a small size, for example, several tens of micrometers or more and several hundred micrometers or less, it will be difficult to separate it from the slag that is produced at the same time, and the recovery rate (yield) as ferronickel will decrease significantly. Put it away. Therefore, a treatment to coarsen the reduced ferronickel is required.
例えば、特許文献１には、ペレットを移動炉床炉に載置して、その移動炉床炉を使用して、ペレットに対する還元加熱処理と、再加熱処理と、を連続的に施すことを特徴とする酸化鉱石の製錬方法が開示されている。特許文献１によれば、この酸化鉱石の製錬方法は、製錬反応（還元反応）を効果的に進行させて、高いニッケル品位を有する鉄－ニッケル合金を効率的に得ることができる。 For example, Patent Document 1 discloses that pellets are placed in a moving hearth furnace, and the moving hearth furnace is used to sequentially perform reduction heat treatment and reheating treatment on the pellets. A method for smelting oxidized ore is disclosed. According to Patent Document 1, this oxidized ore smelting method allows the smelting reaction (reduction reaction) to proceed effectively and efficiently obtains an iron-nickel alloy having a high nickel grade.
本発明は、ニッケル酸化鉱石等の酸化鉱石を含む混合物を還元することでメタルを製造する製錬方法において、得られるメタルの品位を高めることができ、高品質のメタルを効率的に製造することができる酸化鉱石の製錬方法を提供することを目的とする。 The present invention is a smelting method for producing metal by reducing a mixture containing oxidized ores such as nickel oxide ores, which can improve the quality of the obtained metal and efficiently produce high-quality metal. The purpose of the present invention is to provide a method for smelting oxidized ore that can produce oxidized ore.
本発明者は、還元処理する際に第２の還元剤を混合物に添加して還元処理を施すことによって上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors have discovered that the above-mentioned problems can be solved by adding a second reducing agent to the mixture and performing the reduction treatment, and have completed the present invention.
（１）本発明の第１は、酸化鉱石と第１の還元剤である炭素質還元剤とを含む混合物を得る混合工程と、得られた混合物を還元炉内に装入して還元処理を施す還元工程と、を有し、前記還元工程では、還元処理する際に第２の還元剤を前記混合物に添加する酸化鉱石の製錬方法である。 (1) The first aspect of the present invention is a mixing step of obtaining a mixture containing an oxide ore and a carbonaceous reducing agent as a first reducing agent, and charging the obtained mixture into a reduction furnace to perform a reduction treatment. and a reduction step in which a second reducing agent is added to the mixture during the reduction treatment.
（２）本発明の第２は、第１の発明において、前記第２の還元剤は炭素質還元剤であり、前記還元工程では、下記式で定義される投炭率が０．１以上０．３以下となるように前記第２の還元剤を添加する酸化鉱石の製錬方法である。
投炭率＝第２の還元剤に含まれる炭素質量（ｇ）／混合物に含まれる酸化鉱石の質量（ｇ）
(2) In the second aspect of the present invention, in the first aspect, the second reducing agent is a carbonaceous reducing agent, and in the reducing step, the coal injection ratio defined by the following formula is 0.1 or more. This is a method of smelting oxidized ore, in which the second reducing agent is added so that the oxidized ore becomes .3 or less.
Coal injection rate = mass of carbon contained in the second reducing agent (g) / mass of oxidized ore contained in the mixture (g)
（３）本発明の第３は、第２の発明において、前記還元工程では、前記第２の還元剤を前記混合物に２回以上添加する酸化鉱石の製錬方法である。 (3) The third aspect of the present invention is the method for smelting oxide ore according to the second aspect, wherein in the reducing step, the second reducing agent is added to the mixture twice or more.
（４）本発明の第４は、第３の発明において、前記還元工程では、前記混合物に１回目の前記第２の還元剤の添加を行って還元処理を施し、該還元処理の途中で２回目以降の前記第２の還元剤の添加を行う酸化鉱石の製錬方法である。 (4) In the fourth aspect of the present invention, in the third aspect, in the reduction step, the second reducing agent is added to the mixture for the first time to perform the reduction treatment, and in the middle of the reduction treatment, the second reducing agent is added to the mixture for the first time. This is an oxidized ore smelting method in which the second reducing agent is added from the second time onwards.
（５）本発明の第５は、第３又は第４の発明において、２回目以降の第２の還元剤の添加において、前記投炭率が０．０３以上０．１以下となるように添加する酸化鉱石の製錬方法である。 (5) The fifth aspect of the present invention is that in the third or fourth aspect, when the second reducing agent is added from the second time onwards, it is added so that the coal injection rate is 0.03 or more and 0.1 or less. This is a method of smelting oxidized ore.
（６）本発明の第６は、第１乃至５のいずれかの発明において、前記酸化鉱石は、ニッケル酸化鉱石であり、該ニッケル酸化鉱石を還元してフェロニッケルを製造する酸化鉱石の製錬方法である。 (6) A sixth aspect of the present invention is the oxidized ore according to any one of the first to fifth aspects, wherein the oxidized ore is a nickel oxide ore, and the oxidized ore is smelted to produce ferronickel by reducing the nickel oxide ore. It's a method.
本発明に係る酸化鉱石の製錬方法によれば、高品質なメタルを効率的に製造することができる。 According to the method for smelting oxide ore according to the present invention, high-quality metal can be efficiently produced.
以下、本発明の具体的な実施形態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。 Hereinafter, specific 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."
≪１．酸化鉱石の製錬方法の概要≫
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）を第１の還元剤と混合し、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。
≪1. Overview of oxidized ore smelting method≫
The method for smelting oxide ore according to the present embodiment involves mixing an oxide ore (oxide), which is a raw material ore, with a first reducing agent, and applying the mixture (pellets) in a smelting furnace (reduction furnace). Metal and slag are generated by performing a reduction process.
例えば、酸化鉱石として、酸化ニッケルや酸化鉄等を含有するニッケル酸化鉱石を原料とし、そのニッケル酸化鉱石と第１の還元剤とを混合して混合物を得て、混合物に含まれるニッケルを優先的に還元し、また鉄を部分的に還元することで、鉄とニッケルの合金であるフェロニッケルを製造する方法が挙げられる。 For example, a nickel oxide ore containing nickel oxide, iron oxide, etc. is used as an oxide ore, the nickel oxide ore is mixed with a first reducing agent to obtain a mixture, and the nickel contained in the mixture is preferentially used. One example is a method of producing ferronickel, which is an alloy of iron and nickel, by reducing iron to nickel and partially reducing iron.
そして、本実施の形態に係る酸化鉱石の製錬方法においては、酸化鉱石と第１の還元剤としての炭素質還元剤との混合物に対して還元処理を施すにあたり、その混合物に対して第２の還元剤として別途還元剤を添加して処理することを特徴としている。 In the oxidized ore smelting method according to the present embodiment, when performing the reduction treatment on the mixture of the oxidized ore and the carbonaceous reducing agent as the first reducing agent, the second reducing agent is applied to the mixture. The process is characterized in that a reducing agent is added separately as a reducing agent.
このような方法によれば、例えば還元炉内に残存する酸素等により酸化されたメタルを再還元することができ、得られるメタルの品位を高めることができる。これにより、高品質なメタルを効率的に製造することができる。 According to such a method, the metal that has been oxidized by, for example, oxygen remaining in the reduction furnace can be re-reduced, and the quality of the obtained metal can be improved. Thereby, high quality metal can be efficiently manufactured.
≪２．ニッケル酸化鉱石を用いてフェロニッケルの製造する製錬方法≫
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。
≪2. Smelting method for producing ferronickel using nickel oxide ore≫
In the following, we will generate an iron-nickel alloy metal by reducing nickel (nickel oxide) and iron (iron oxide) contained in nickel oxide ore, which is a raw material ore, and then separate the metal to create a ferro-nickel alloy. A smelting method for producing nickel will be explained as an example.
具体的に、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、ニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合して混合物を得る混合工程Ｓ１と、得られた混合物に還元処理を施す還元工程Ｓ２と、得られた還元物からメタルを回収する回収工程Ｓ３と、を含む。 Specifically, as shown in FIG. 1, the method for smelting nickel oxide ore according to the present embodiment includes a mixing step S1 of mixing nickel oxide ore and a carbonaceous reducing agent to obtain a mixture; The method includes a reduction step S2 in which the mixture is subjected to a reduction treatment, and a recovery step S3 in which metal is recovered from the obtained reduced product.
＜２－１．混合工程＞
混合工程Ｓ１は、ニッケル酸化鉱石と、第１の還元剤である炭素質還元剤とを混合して混合物を得る工程である。ここで、混合工程Ｓ１にてニッケル酸化鉱石と混合して混合物を構成する炭素質還元剤を「第１の還元剤」として、後述する還元工程Ｓ２にて別途用いる還元剤（第２の還元剤）とは区別する。
<2-1. Mixing process>
The mixing step S1 is a step of mixing nickel oxide ore and a carbonaceous reducing agent, which is a first reducing agent, to obtain a mixture. Here, the carbonaceous reducing agent that is mixed with the nickel oxide ore to form a mixture in the mixing step S1 is used as the "first reducing agent", and the reducing agent (second reducing agent) used separately in the reducing step S2 described later is used as the "first reducing agent". ).
具体的に、混合工程Ｓ１では、まず、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石に、第１の還元剤である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。 Specifically, in the mixing step S1, first, a carbonaceous reducing agent as a first reducing agent is added and mixed to nickel oxide ore as a raw material ore, and iron ore and flux are added as optional additives. Components, binders, etc., for example, powders having a particle size of approximately 0.2 mm or more and 0.8 mm or less are added and mixed to obtain a mixture. Note that the mixing process can be performed using a mixer or the like.
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、酸化ニッケル（ＮｉＯ）と、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）とを少なくとも含有する。 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 at least nickel oxide (NiO) and iron oxide (Fe 2 O 3 ).
第１の還元剤であ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、この炭素質還元剤は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石の粒度や粒度分布と同等の大きさのものであると、均一に混合しやすく、還元反応も均一に進みやすくなるため好ましい。 The carbonaceous reducing agent that is the first reducing agent is not particularly limited, and examples thereof include coal powder, coke powder, and the like. It is preferable that the carbonaceous reducing agent has a particle size and particle size distribution equivalent to that of the nickel oxide ore, which is the raw material ore, because it facilitates uniform mixing and allows the reduction reaction to proceed uniformly.
炭素質還元剤の含有量（混合物中に含まれる炭素質還元剤の含有量）としては、ニッケル酸化鉱石を構成する酸化ニッケルの全量をニッケルメタル還元するのに必要な化学当量と、酸化鉄（酸化第二鉄）を金属鉄に還元するのに必要な化学当量との両者合計値（便宜的に「化学当量の合計値」ともいう）を１００質量％としたときに、５０質量％以下の割合とすることが好ましく、４０質量％以下の割合とすることがより好ましい。鉄の還元量を抑えて、ニッケル品位を高めることができ、高品質のフェロニッケルを製造することができる。また、炭素質還元剤の混合量は、化学当量の合計値を１００質量％としたときに、１０質量％以上の割合とすることが好ましく、１５質量％以上の割合とすることがより好ましい。ニッケルの還元を効率的に進行させることができ生産性が向上する。 The content of the carbonaceous reducing agent (the content of the carbonaceous reducing agent contained in the mixture) is the chemical equivalent required to reduce the entire amount of nickel oxide constituting the nickel oxide ore to nickel metal, and the amount of iron oxide ( 50% by mass or less, when the total value of both (also referred to as "total value of chemical equivalents" for convenience) is 100% by mass with the chemical equivalent required to reduce ferric oxide) to metallic iron. It is preferable to set it as a ratio, and it is more preferable to set it as a ratio of 40 mass % or less. It is possible to suppress the amount of iron reduction, increase the nickel grade, and produce high-quality ferronickel. Further, the mixing amount of the carbonaceous reducing agent is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, when the total value of chemical equivalent is 100% by mass. The reduction of nickel can proceed efficiently and productivity can be improved.
任意成分の添加剤である鉄鉱石としては、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等を用いることができる。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。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。 As the iron ore which is an optional additive, for example, iron ore having an iron grade of about 50% by mass or more, hematite obtained by hydrometallurgy of nickel oxide ore, etc. can be used. Furthermore, examples of the flux component include calcium oxide, calcium hydroxide, calcium carbonate, and silicon dioxide. Further, examples of the binder include bentonite, polysaccharide, resin, water glass, dehydrated cake, and the like.
混合工程Ｓ１では、ニッケル酸化鉱石を含む原料粉末を均一に混合することによって混合物を得る。下記表１に、混合工程Ｓ１にて混合する、一部の原料粉末の組成（質量％）の一例を示すが、原料粉末の組成としてはこれに限定されない。 In the mixing step S1, a mixture is obtained by uniformly mixing raw material powders containing nickel oxide ore. Table 1 below shows an example of the composition (% by mass) of some of the raw material powders mixed in the mixing step S1, but the composition of the raw material powders is not limited thereto.
混合に際しては、混合性を高めるために混練を同時に行ってもよく、混合後に混練を行ってもよい。混練は、ブラベンダー等のバッチ式ニーダー、バンバリーミキサー、ヘンシェルミキサー、ヘリカルローター、ロール、一軸混練機、二軸混練機等を用いて行うことができる。混合物を混練することによって、その混合物にせん断力を加え、炭素質還元剤や原料粉末等の凝集を解いて均一に混合できるとともに、各々の粒子の密着性を向上させ、また空隙を減少させることができる。これにより、その混合物において還元反応が起りやすくなるとともに均一に反応させることができ、還元反応の反応時間を短縮することができる。また、品質のばらつきを抑えることができる。 During mixing, kneading may be performed at the same time to improve mixability, or kneading may be performed after mixing. Kneading can be carried out using a batch kneader such as a Brabender, a Banbury mixer, a Henschel mixer, a helical rotor, a roll, a single-screw kneader, a twin-screw kneader, or the like. By kneading the mixture, shearing force is applied to the mixture, which allows the carbonaceous reducing agent, raw material powder, etc. to be deagglomerated and mixed uniformly, improve the adhesion of each particle, and reduce voids. I can do it. This makes it easier for the reduction reaction to occur in the mixture, allows the reaction to occur uniformly, and shortens the reaction time of the reduction reaction. Furthermore, variations in quality can be suppressed.
また、混合を行った後、あるいは混合及び混練を行った後、押出機を用いて押出してもよい。これにより、混合物に対して圧力（せん断力）が加えられ、炭素質還元剤や原料粉末等の凝集を解いてその混合物をより均一に混合させた状態とすることができる。さらに、混合物内の空隙を減少させることができる。これらのことから、後述する還元工程Ｓ２において混合物の還元反応が均一に起りやすくなり、得られるメタルの品位を高めることができ、高品質なメタルを製造することができる。 Alternatively, after mixing, or after mixing and kneading, extrusion may be performed using an extruder. As a result, pressure (shearing force) is applied to the mixture, and the carbonaceous reducing agent, raw material powder, etc. can be deagglomerated to make the mixture more uniformly mixed. Additionally, voids within the mixture can be reduced. For these reasons, it becomes easier for the reduction reaction of the mixture to occur uniformly in the reduction step S2, which will be described later, and the quality of the obtained metal can be improved, making it possible to manufacture high-quality metal.
押出機は、高圧、高せん断力で混合物を混練して成形できるものであることが好ましく、一軸押出機、二軸押出機等を挙げることができる。特に、二軸押出機を備えたものであることが好ましい。高圧、高せん断で混合物を混練することにより、原料粉の混合物の凝集を解くことができ、また効果的に混練することができるうえ、混合物の強度を高めることができる。また、二軸押出機を備えたものを用いることにより、連続的に高い生産性を保ちながら混合物を得ることができる。 The extruder is preferably one that can knead and mold the mixture under high pressure and high shear force, and examples thereof include a single screw extruder, a twin screw extruder, and the like. Particularly preferred is one equipped with a twin-screw extruder. By kneading the mixture under high pressure and high shear, the mixture of raw material powders can be deagglomerated, the mixture can be effectively kneaded, and the strength of the mixture can be increased. Furthermore, by using a twin-screw extruder, the mixture can be obtained continuously while maintaining high productivity.
また、混合物を所定形状の成形物（ペレット）に成形してもよい。成形物の形状としては、例えば、球状、直方体状、立方体状、円柱状等とすることができる。このような形状は、簡易な形状であって複雑なものではないため、成形コストを抑制しつつ不良品の発生を抑制することができ、得られる成形物の品質も均一となり、歩留り低下を抑制することができる。 Alternatively, the mixture may be formed into a molded article (pellet) of a predetermined shape. The shape of the molded product may be, for example, spherical, rectangular parallelepiped, cubic, cylindrical, or the like. Since this type of shape is simple and not complex, it is possible to reduce molding costs and reduce the occurrence of defective products, and the quality of the resulting molded products is also uniform, suppressing a decrease in yield. can do.
成形物の形状は、特に球状であることが好ましい。球状の成形物であることにより還元処理が均一に施され、ばらつきが少なく、かつ生産性の高い製錬を行うことができる。成形物の形状を球状とする場合には、直径が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度となるように成形することができる。また、直方体状、立方体状、円柱状等とする場合には、概ね、縦、横の内寸が５００ｍｍ以下程度となるように成形することができる。 The shape of the molded article is particularly preferably spherical. By being a spherical molded product, reduction treatment can be performed uniformly, and smelting can be performed with little variation and high productivity. When the shape of the molded product is spherical, it can be molded so that the diameter is about 10 mm or more and 30 mm or less. Further, when forming the shape into a rectangular parallelepiped, a cube, a cylinder, etc., it can be formed so that the inner dimensions in the vertical and horizontal directions are approximately 500 mm or less.
成形物の大きさとしては、特に限定されないが、成形物の体積が８０００ｍｍ３以上であることが好ましい。成形物の体積が８０００ｍｍ３以上であることにより、成形コストが抑制され、さらに、成形物全体に占める表面積の割合が低くなるため、還元処理が均一に施され、ばらつきが少なく、かつ生産性の高い製錬を行うことができる。 Although the size of the molded product is not particularly limited, it is preferable that the volume of the molded product is 8000 mm 3 or more. Since the volume of the molded product is 8000 mm3 or more, molding costs are suppressed, and the ratio of the surface area to the entire molded product is low, so the reduction treatment is applied uniformly, with little variation, and productivity is improved. Can perform high-level smelting.
また、得られた混合物を所定の還元用の容器に充填してもよい。容器に充填された混合物が容器に充填された状態のまま還元処理が施されることにより、後述する分離工程Ｓ４において還元されたメタルが磁選等の処理によりメタルを分離回収しやすくなり、ロスを抑制することができる。 Alternatively, the obtained mixture may be filled into a predetermined reduction container. By subjecting the mixture filled in the container to the reduction treatment while still in the container, the metal reduced in separation step S4, which will be described later, becomes easier to separate and recover through treatments such as magnetic separation, reducing loss. Can be suppressed.
混合工程Ｓ１では、得られた混合物に乾燥処理を施してもよい。混合物は、混練や成形物の成形等において上記混合物を多量の水と共に混合する。本実施の形態におい乾燥処理を施すことは必須の態様ではないが、多量の水を含む混合物に乾燥処理を施すことにより、後述する還元処理において水分の気化に伴う混合物の膨張を防ぐことができる。 In the mixing step S1, the obtained mixture may be subjected to a drying process. The mixture is prepared by mixing the above mixture with a large amount of water during kneading, molding, etc. Although it is not an essential aspect to perform a drying process in this embodiment, by performing a drying process on a mixture containing a large amount of water, it is possible to prevent the mixture from expanding due to evaporation of water in the reduction process described later. .
さらに、混合物に乾燥処理を施すことで、還元炉内における混合物に起因する水分混入を抑制することができる。これにより、還元炉内の雰囲気気体に含まれる水分量をより効果的に減らすことができ、還元物に含まれるメタルの酸化をより効果的に抑制することができる。 Furthermore, by subjecting the mixture to a drying process, it is possible to suppress moisture contamination caused by the mixture in the reduction furnace. Thereby, the amount of water contained in the atmospheric gas in the reduction furnace can be more effectively reduced, and the oxidation of the metal contained in the reduced product can be more effectively suppressed.
混合物を乾燥する方法は、特に限定されず、混合物を所定の乾燥温度（例えば、１５０℃以上４００℃以下）に保持する方法や所定の乾燥温度の熱風を混合物に対して吹き付けて乾燥させる方法等、従来公知の手段を用いることができる。このような乾燥処理により、例えば、混合物の固形分が７０質量％程度で、水分が３０質量％程度となるようにする。なお、この乾燥処理時における混合物自身の温度としては、１００℃未満とすることが好ましく、これにより水分の突沸等による混合物の破裂を抑制することができる。 The method of drying the mixture is not particularly limited, and may include a method of holding the mixture at a predetermined drying temperature (for example, 150° C. or higher and 400° C. or lower) or a method of drying the mixture by blowing hot air at a predetermined drying temperature onto the mixture. , conventionally known means can be used. By such drying treatment, for example, the solid content of the mixture is about 70% by mass and the water content is about 30% by mass. Note that the temperature of the mixture itself during this drying treatment is preferably less than 100° C., thereby suppressing rupture of the mixture due to bumping of water or the like.
また、乾燥処理は連続して一度に行ってもよいし複数回に分けて行ってもよい。乾燥処理を複数回に分けて行うことにより混合物の破裂をより効果的に抑制することができる。なお、乾燥処理を複数回に分けて行った場合において、２回目以降の乾燥温度としては、１５０℃以上４００℃以下が好ましい。この範囲で乾燥することにより、還元反応が進むことなく乾燥することが可能となる。 Moreover, the drying process may be performed continuously at once or may be performed in multiple steps. By performing the drying process in multiple steps, rupture of the mixture can be more effectively suppressed. Note that when the drying process is performed in multiple steps, the drying temperature for the second and subsequent times is preferably 150° C. or higher and 400° C. or lower. By drying within this range, it becomes possible to dry without proceeding with the reduction reaction.
下記表２に、乾燥処理後の混合物における固形分中組成（質量部）の一例を示す。なお、成形物の組成としては、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 (parts by mass) of the mixture after drying treatment. Note that the composition of the molded product is not limited to this.
＜２－２．還元工程＞
還元工程Ｓ２は、得られた混合物に還元処理を施す工程である。具体的には、混合物を還元炉に装入して、その混合物に加熱還元処理を施す。還元処理では、混合物中の第１の還元剤に基づいて製錬反応（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。
<2-2. Reduction process>
The reduction step S2 is a step in which the obtained mixture is subjected to a reduction treatment. Specifically, the mixture is charged into a reduction furnace, and the mixture is subjected to a heating reduction treatment. In the reduction treatment, a smelting reaction (reduction reaction) proceeds based on the first reducing agent in the mixture, and in the mixture, ferronickel metal (hereinafter simply referred to as "metal") and ferronickel slag (hereinafter referred to as "metal") are produced. , simply called ``slag'') are generated separately.
還元処理では、例えば１分程度のわずかな時間で、先ず還元反応の進みやすい混合物の表面近傍において混合物中のニッケル酸化鉱石及び鉄酸化物が還元されメタル化してフェロニッケルとなり、殻（シェル）を形成する。一方で、殻の中では、その殻の形成に伴ってスラグ成分が徐々に熔融して液相のスラグが生成する。これにより、混合物中では、メタルと、スラグとが分かれて生成する。処理時間が１０分程度経過すると、還元反応に関与しない余剰の炭素質還元剤がメタルに取り込まれて融点を低下させて、メタルも液相となる。 In the reduction process, in a short period of time, for example, about 1 minute, the nickel oxide ore and iron oxide in the mixture are reduced and metalized to ferronickel near the surface of the mixture where the reduction reaction tends to proceed, forming a shell. Form. On the other hand, inside the shell, as the shell is formed, the slag components gradually melt to produce liquid phase slag. As a result, metal and slag are generated separately in the mixture. After about 10 minutes of processing time has elapsed, excess carbonaceous reducing agent that does not participate in the reduction reaction is incorporated into the metal, lowering the melting point, and the metal also becomes a liquid phase.
ここで、生成されたメタルの一部が還元炉内に残存した酸素により酸化されることがあり、得られるメタルの品位が低下する問題がある。特に、加熱還元処理を施す際にバーナーを有する還元炉を用いる場合、燃焼ガスが還元炉内に混入することにより、還元炉内に酸素がより多く残存するようになるため、メタルの一部がより酸化されやすくなる問題が相対的に大きくなる。 Here, a part of the generated metal may be oxidized by oxygen remaining in the reduction furnace, resulting in a problem that the quality of the obtained metal deteriorates. In particular, when a reduction furnace with a burner is used when performing thermal reduction treatment, combustion gas enters the reduction furnace, causing more oxygen to remain in the reduction furnace, so that some of the metal The problem of being more easily oxidized becomes relatively large.
そこで、本実施の形態に係るニッケル酸化鉱石の製錬方法では、ニッケル酸化鉱石と第１の還元剤である炭素質還元剤との混合物に対して還元処理を施すにあたり、その混合物に対して第２の還元剤として別途還元剤を添加（投炭）して処理することを特徴としている。このような方法によれば、処理空間内に残存する酸素によって、還元により生成したメタルの酸化を抑制することができ、また、酸化された一部のメタルを再還元することができる。これにより、高品質なメタルを製造することができる。 Therefore, in the method for smelting nickel oxide ore according to the present embodiment, when performing a reduction treatment on a mixture of nickel oxide ore and a carbonaceous reducing agent that is the first reducing agent, the mixture is subjected to a first reduction treatment. The method is characterized in that a reducing agent is added (charcoal is added) separately as the reducing agent in step 2. According to such a method, the oxidation of the metal generated by reduction can be suppressed by the oxygen remaining in the processing space, and a part of the oxidized metal can be re-reduced. Thereby, high quality metal can be manufactured.
また、第２の還元剤を添加して還元処理を施すことにより、長時間に亘って高温を維持して混合物に対する還元処理を施すことが可能となることで、得られるメタルの凝集が促進されてメタルを粗大化させることができる。ここれにより、後述する回収工程Ｓ３において得られる還元物を細かく砕く必要がなくなり、粉砕にかかるコストを大幅に削減することができる。さらに、メタルが粗大化されることにより、後述する回収工程Ｓ３において例えば磁選等によりメタルを回収する等の場合に、メタルを確実に磁着させることができ、磁着のハンドリング性やメタル回収率を向上させることが可能となる。 In addition, by adding a second reducing agent and performing reduction treatment, it becomes possible to maintain high temperature for a long time and perform reduction treatment on the mixture, which promotes agglomeration of the resulting metal. The metal can be made coarser. Thereby, there is no need to finely crush the reduced product obtained in the recovery step S3, which will be described later, and the cost for crushing can be significantly reduced. Furthermore, since the metal is coarsened, it is possible to reliably magnetically attach the metal when recovering the metal by magnetic separation, etc. in the recovery step S3 described later, which improves the handling property of the magnetic attachment and the metal recovery rate. It becomes possible to improve the
第２の還元剤としては、混合物に還元処理を施すことができるものであれば特に制限はされず、例えば、石炭粉、コークス粉等のような炭素質還元剤の粉末や粒子を挙げることができる。 The second reducing agent is not particularly limited as long as it can reduce the mixture; for example, powders and particles of carbonaceous reducing agents such as coal powder, coke powder, etc. may be used. can.
第２の還元剤を混合物に添加（投炭）する方法は、例えば、還元炉に載置した混合物と炭素質還元剤とが接触するように、還元炉の所定の装入口から炭素質還元剤の粉末や粒子を添加投入する方法が挙げられる。 The method of adding the second reducing agent to the mixture (charging) is, for example, inserting the carbonaceous reducing agent into a predetermined charging port of the reduction furnace so that the mixture placed in the reduction furnace comes into contact with the carbonaceous reducing agent. An example of this method is to add powder or particles.
また、混合物の添加（投炭）は、例えば、設定した還元温度に到達したタイミング、還元温度に到達後ある程度還元反応が進んだタイミング、または還元反応が終了したタイミングに行えばよい。 Further, the addition of the mixture (charging) may be performed, for example, at the timing when the set reduction temperature is reached, at the timing when the reduction reaction has progressed to some extent after reaching the reduction temperature, or at the timing when the reduction reaction is completed.
第２の還元剤の添加量に関しては、下記式で定義される投炭率が０．１以上０．３以下となるように添加することが好ましい。
投炭率＝第２の還元剤に含まれる炭素の質量（ｇ）／混合物に含まれる酸化鉱石の質量（ｇ）
Regarding the amount of the second reducing agent added, it is preferable to add the second reducing agent so that the coal injection ratio defined by the following formula is 0.1 or more and 0.3 or less.
Coal injection rate = mass of carbon contained in the second reducing agent (g) / mass of oxidized ore contained in the mixture (g)
投炭率が０．１以上となるように第２の還元剤を添加することにより、処理空間内に残存する酸素によるメタルの酸化をより効果的に抑制することができる。また、投炭率が０．３以下となるように第２の還元剤を添加することにより、鉄の還元量を抑えて、ニッケル品位をより高めることができる。なお、後述するように第２の還元剤を２回以上に亘って添加する場合には、１回目での第２の還元剤の添加を、投炭率が０．１以上０．３以下となるように添加する。 By adding the second reducing agent so that the coal injection rate is 0.1 or more, oxidation of the metal due to oxygen remaining in the processing space can be more effectively suppressed. Furthermore, by adding the second reducing agent so that the coal injection rate is 0.3 or less, the amount of iron reduction can be suppressed and the nickel quality can be further improved. Note that when the second reducing agent is added twice or more as described later, the second reducing agent is added at the first time at a coal injection rate of 0.1 or more and 0.3 or less. Add as much as possible.
ここで、第２の還元剤の添加は、還元処理する際に１回添加してもよいが、２回以上に亘って添加してもよい。具体的に、例えば２回以上に亘って第２の還元剤を添加する場合には、１回目の第２の還元剤を添加して還元処理を施し、還元処理の途中で２回目以降の第２の還元剤を添加する。なお、「還元処理の途中」とは、例えば、還元処理する際に１回目の第２の還元剤を混合物に添加して還元処理を施し、その還元反応がおおむね終了するタイミング（例えば設定した還元温度に到達してから１５～３０分後程度のタイミング）を目途に２回目の第２の還元剤の添加を行うことをいう。還元反応がおおむね終了しているとは、還元反応が平衡状態に達している状態をいう。 Here, the second reducing agent may be added once during the reduction treatment, or may be added two or more times. Specifically, for example, when adding the second reducing agent two or more times, the second reducing agent is added for the first time to perform the reduction treatment, and then the second reducing agent is added for the second and subsequent times in the middle of the reduction treatment. Add reducing agent No. 2. Note that "during the reduction process" refers to, for example, the timing when the second reducing agent is added to the mixture for the first time during the reduction process, and the reduction reaction is approximately completed (for example, when the set reduction The second reducing agent is added approximately 15 to 30 minutes after the temperature has been reached. The term "reduction reaction substantially completed" refers to a state in which the reduction reaction has reached an equilibrium state.
このように２回以上に亘って第２の還元剤を添加することにより、還元炉内に残存する酸素等によるメタルの酸化をより効果的に抑制することができ、また酸化されたメタルを再還元することも促進することができる。また、ニッケル酸化鉱石に含まれるニッケルの還元不足を補うことも可能となり、メタルの品位を高めるさらに高めることもできる。 By adding the second reducing agent twice or more in this way, it is possible to more effectively suppress the oxidation of the metal due to oxygen, etc. remaining in the reduction furnace, and also to recycle the oxidized metal. Reduction can also be promoted. In addition, it becomes possible to compensate for the lack of reduction of nickel contained in nickel oxide ore, and it is also possible to further improve the quality of the metal.
第２の還元剤を２回以上の回数で添加する場合、その２回目以降の第２の還元剤の添加量としては、上記式で定義される投炭率が０．０３以上０．１以下となるように添加することが好ましい。 When the second reducing agent is added two or more times, the amount of the second reducing agent added from the second time onward is such that the coal injection ratio defined by the above formula is 0.03 or more and 0.1 or less. It is preferable to add it so that
２回目以降の第２の還元剤の投炭率が０．０３以上であることにより、メタルの酸化をより効果的に抑制することができる。また、２回目以降の第２の還元剤の投炭率が０．１以下であることにより、鉄の還元量を抑えて、ニッケル品位をより高めることができる。 By setting the coal charging rate of the second reducing agent to be 0.03 or more from the second time onwards, metal oxidation can be suppressed more effectively. Further, by setting the coal injection rate of the second reducing agent to be 0.1 or less from the second time onwards, the amount of iron reduction can be suppressed and the nickel grade can be further improved.
還元工程Ｓ２における還元処理は、還元炉を用いて行われる。還元炉の加熱手段は、バーナーであっても電気であってもよいが、短時間で混合物に有効に加熱還元処理を施すことができることからバーナーであることが好ましい。バーナーを有する還元炉を用いる場合、燃料としては、例えばＬＰＧガス、ＬＮＧガス、石炭、コークス、微粉炭等が用いられる。これらの燃料のコストは非常に安価であり、設備費やメンテナンス費に関しても電気炉等と比較して格段に安価に抑えることができる。一方、バーナーを有する還元炉は還元炉内に混入する燃焼ガスにより、得られたメタルの一部が相対的に酸化されやすくなるものの、本実施の形態に係るニッケル酸化鉱石の製錬方法であれば、混合物に対して第２の還元剤として別途還元剤を添加（投炭）して処理していることから、得られたメタルの一部が酸化されることを効果的に抑制することが可能であり、電気炉を用いた場合と同様に高品質なメタルを製造することができる。 The reduction process in the reduction step S2 is performed using a reduction furnace. The heating means of the reduction furnace may be a burner or electricity, but a burner is preferable because it can effectively heat and reduce the mixture in a short time. When using a reduction furnace having a burner, examples of fuel used include LPG gas, LNG gas, coal, coke, and pulverized coal. The cost of these fuels is very low, and equipment costs and maintenance costs can be kept much lower than those of electric furnaces and the like. On the other hand, in a reduction furnace having a burner, a part of the obtained metal is relatively easily oxidized due to the combustion gas mixed into the reduction furnace. For example, since the mixture is treated by adding a separate reducing agent as a second reducing agent (charging), it is not possible to effectively suppress the oxidation of a part of the obtained metal. It is possible to produce high-quality metal in the same way as when using an electric furnace.
バーナーを有する還元炉を用いる場合、ニッケル酸化鉱石を含む混合物を、例えば石炭、重油、炭化水素ガスといった化石燃料を燃料としたバーナーを使用し、還元温度が１３００℃以上、好ましくは１３００℃以上１４５０℃以下の温度に加熱した還元炉に装入することによって還元処理を施す。 When using a reduction furnace equipped with a burner, the mixture containing nickel oxide ore is heated using a burner powered by fossil fuels such as coal, heavy oil, or hydrocarbon gas, and the reduction temperature is 1300°C or higher, preferably 1300°C or higher and 1450°C. Reduction treatment is performed by charging the material into a reduction furnace heated to a temperature below ℃.
還元処理における時間（処理時間）としては、還元炉の温度に応じて設定されるが、１０分以上であることが好ましく、１５分以上であることがより好ましい。 The time in the reduction treatment (processing time) is set depending on the temperature of the reduction furnace, but is preferably 10 minutes or more, and more preferably 15 minutes or more.
なお、還元温度（℃）と還元時間（分）の数値を乗じた値を還元に要した熱量は、２００００（℃×分）以上４００００（℃×分）以下の範囲であることが好ましい。高品質なメタルを効率的に製造することができる。 Note that the amount of heat required for reduction, which is the product of the reduction temperature (°C) and the reduction time (minutes), is preferably in the range of 20,000 (°C x minutes) or more and 40,000 (°C x minutes) or less. High quality metal can be manufactured efficiently.
還元炉としては、特に限定されないが、単一の炉を用いても、移動炉床炉等の炉床が回転移動等して連続的に処理可能となる炉を用いてもよい。移動炉床炉を使用して一つの設備内の異なる処理空間で各工程での処理を行うことで、ヒートロスが低減されるとともに炉内雰囲気も的確に制御できるため、反応をより効果的に進行させることができる。 Although the reduction furnace is not particularly limited, a single furnace may be used, or a furnace such as a moving hearth furnace that can rotate and move the hearth to perform continuous treatment may be used. By using a mobile hearth furnace to perform each process in different processing spaces within one facility, heat loss is reduced and the atmosphere inside the furnace can be controlled accurately, allowing reactions to proceed more effectively. can be done.
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。この回転炉床炉では、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であってもよい。 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 area. In this rotary hearth furnace, the processing temperature in each area can be adjusted by controlling the time it takes to pass through each area (travel time, rotation time), and the rotary hearth furnace rotates once. Each time the mixture is smelted. Furthermore, the mobile hearth furnace may be a roller hearth kiln or the like.
＜２－３．回収工程＞
回収工程Ｓ３は、還元工程Ｓ２より得られた還元物からメタルを回収する工程である。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。
<2-3. Collection process＞
The recovery step S3 is a step of recovering metal from the reduced product obtained in the reduction step S2. Specifically, the metal phase is separated and recovered from a mixture (mixture) containing a metal phase and a slag phase, which is obtained by performing a reductive heat treatment on the mixture filled in a container.
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.
本実施の形態に係るニッケル酸化鉱石の製錬方法では、得られるメタルの凝集が促進されてメタルが粗大化されていることから、得られる還元物を細かく砕く必要がなく、所定の落差を設けて落下させたり、所定の振動を与える等の衝撃を与えることにより分離も容易である。 In the method for smelting nickel oxide ore according to the present embodiment, since the agglomeration of the obtained metal is promoted and the metal is coarsened, there is no need to finely crush the obtained reduced product, and a predetermined head is set. Separation is also easy by applying shock, such as by dropping it or applying a predetermined vibration.
さらに、メタルが粗大化されることにより、メタルを確実に磁着することができ、磁着のハンドリング性やメタル回収率を向上させることが可能となる。 Furthermore, since the metal is coarsened, the metal can be reliably magnetically attached, and it is possible to improve the handleability of magnetic attachment and the metal recovery rate.
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.
＜実施例、比較例＞
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：８３質量％、平均粒径：約７５μｍ）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（石炭粉）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（Ｆｅ２Ｏ３）とを過不足なく還元するのに必要な量を１００質量％としたときに２９質量％の割合となる量で含有させた。
<Examples, comparative examples>
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: 83% by mass, average particle size: about 75 μm) A mixture was obtained by mixing using a mixer while adding water. The carbonaceous reducing agent (coal powder) is 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, in an amount equal to 100% by mass. was contained in an amount of 29% by mass.
次に、パン型造粒機により、得られた混合物に適宜水分を添加して球状に成形された直径１５．０±０．５ｍｍの混合物（試料）を１２（実施例１～８、比較例１～４）得た。次に、各試料を固形分が７０重量％程度、水分が３０重量％程度となるように、２００℃～２５０℃の熱風を吹き付ける乾燥処理を施した。下記表３に、乾燥処理後の試料の固形分組成（炭素を除く）を示す。 Next, 12 mixtures (samples) with a diameter of 15.0 ± 0.5 mm (examples 1 to 8, comparative 1-4) Obtained. Next, each sample was dried by blowing hot air at 200° C. to 250° C. so that the solid content was about 70% by weight and the water content was about 30% by weight. Table 3 below shows the solid content composition (excluding carbon) of the sample after drying treatment.
次に、実施例１～８、比較例１～４の混合物（試料）を回転炉床炉に装入して、それぞれ表４に示す条件で還元を行った。 Next, the mixtures (samples) of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4 were charged into a rotary hearth furnace, and each was reduced under the conditions shown in Table 4.
この還元処理においては、第２の還元剤としての炭素質還元剤（石炭粉、炭素含有量：８３質量％、平均粒径：約７５μｍ）を、還元炉に載置した混合物に接触するように添加投入した。 In this reduction treatment, a carbonaceous reducing agent (coal powder, carbon content: 83% by mass, average particle size: approximately 75 μm) as a second reducing agent is brought into contact with the mixture placed in the reduction furnace. Addition was made.
ここで、第２の還元剤の添加に関して、実施例１～４では、設定した還元温度に到達してから１０分後のタイミングで投炭率（還元処理する際に添加する第２の還元剤に含まれる炭素質量（ｇ）／混合物に含まれる酸化鉱石の質量（ｇ））が０．２０となるように添加（投炭）した（表４中、「第２の還元剤」について「有（１回）」と表記。）。 Regarding the addition of the second reducing agent, in Examples 1 to 4, the coal feeding rate (the second reducing agent added during reduction treatment) was set at the timing 10 minutes after the set reduction temperature was reached. The carbon mass (g) contained in the mixture/mass (g) of oxidized ore contained in the mixture was added (coal-throwing) to 0.20 (in Table 4, "second reducing agent" was (1 time)”.
実施例５～８では、設定した還元温度に到達してから１０分後のタイミングで実施例１～４と同様に第２の還元剤を添加（投炭）し、設定した還元温度に到達してから３０分後のタイミングで投炭率が０．０７となるように第２の還元剤をさらに添加（投炭）した（表４中、「第２の還元剤」について「有「２回）」と表記。）。 In Examples 5 to 8, the second reducing agent was added (coal charging) 10 minutes after the set reduction temperature was reached, as in Examples 1 to 4, and the set reduction temperature was reached. After 30 minutes, the second reducing agent was further added (charging) so that the coal casting rate was 0.07 (in Table 4, "second reducing agent" was added "2 times"). )” is written. ).
一方、比較例１～４の試料については、還元処理する際に第２の還元剤を混合物に添加しなかった（表４中、「第２の還元剤」について「無」と表記。）。 On the other hand, for the samples of Comparative Examples 1 to 4, the second reducing agent was not added to the mixture during the reduction treatment (in Table 4, "second reducing agent" is written as "none").
なお、還元処理においては、還元炉の炉床に予め炉床保護剤（主成分はＳｉＯ２であり、その他の成分としてＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等の酸化物を少量含有する）を敷き詰め、その上に試料を載置して還元処理を施した。 In addition, in the reduction process, a hearth protectant (the main component is SiO 2 and contains small amounts of oxides such as Al 2 O 3 and MgO as other components) is spread on the hearth of the reduction furnace in advance. A sample was placed on top and subjected to reduction treatment.
このような還元処理の後、得られた還元物冷却後の実施例１～８、比較例１～４の試料を粉砕し、その後磁力選別によってメタルを回収した。 After such a reduction treatment, the samples of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4 after cooling the resulting reduced products were crushed, and then the metals were recovered by magnetic separation.
還元加熱処理後の各試料について、ニッケルメタル化率、メタル中ニッケル含有率、メタル回収率を、ＩＣＰ発光分光分析器（ＳＨＩＭＡＺＵ Ｓ－８１００型）により分析して算出した。 For each sample after the reduction heat treatment, the nickel metallization rate, nickel content in metal, and metal recovery rate were analyzed and calculated using an ICP emission spectrometer (SHIMAZU S-8100 model).
ニッケルメタル化率、メタル中のニッケル含有率、ニッケルメタル回収率は、以下の式（１）、（２）、（３）により算出した。
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
The nickel metalization rate, the nickel content in the metal, and the nickel metal recovery rate were calculated using the following formulas (1), (2), and (3).
Nickel metallization rate = mass of nickel in metal / (mass of all nickel in reduced product) x 100 (%) ... Formula (1) Nickel content in metal = mass of nickel in metal / (metal (total mass of nickel and iron in) x 100 (%) ... Formula (2) Nickel metal recovery rate = amount of nickel recovered / (amount of input ore x nickel content in ore) x 100 ...Equation (3)
下記表４に、加熱還元処理時の還元温度後の還元時間、それぞれの試料における、ニッケルメタル化率、メタル中のニッケル含有率、ニッケルメタル回収率を示す。 Table 4 below shows the reduction time after the reduction temperature during the thermal reduction treatment, the nickel metal conversion rate, the nickel content in the metal, and the nickel metal recovery rate for each sample.
表４の結果からわかるように、還元処理する際に第２の還元剤を混合物に添加して還元処理を施した実施例１～８では、比較例１～４と比較してニッケルメタル化率、メタル中ニッケル含有率及びニッケル回収率がいずれも高くなった。 As can be seen from the results in Table 4, in Examples 1 to 8, in which the second reducing agent was added to the mixture during reduction treatment, the nickel metalization rate was higher than that in Comparative Examples 1 to 4. , both the nickel content in the metal and the nickel recovery rate increased.
Claims (5)
前記ニッケル酸化鉱石と第１の還元剤である炭素質還元剤とを含む混合物を得る混合工程と、
得られた混合物を還元炉内に装入して還元処理を施して還元物を得る還元工程と、
得られた還元物からメタル中ニッケル含有率が１６．１％以上のフェロニッケルメタルを回収する回収工程と、
を有し、
前記還元工程では、前記混合物の加熱を開始して所定期間経過後に前記還元炉の装入口から第２の還元剤を投入することで、第２の還元剤を前記混合物に添加する
ニッケル酸化鉱石の製錬方法。 A nickel oxide ore smelting method for producing ferronickel metal by reducing a nickel oxide ore containing nickel oxide and iron oxide, the method comprising:
a mixing step of obtaining a mixture containing the nickel oxide ore and a carbonaceous reducing agent that is a first reducing agent;
A reduction step in which the obtained mixture is charged into a reduction furnace and subjected to reduction treatment to obtain a reduced product;
a recovery step of recovering ferronickel metal having a nickel content of 16.1% or more in the metal from the obtained reduced product;
has
In the reduction step, a second reducing agent is added to the mixture by injecting the second reducing agent from the charging port of the reduction furnace after a predetermined period has elapsed since heating of the mixture is started.
Method for smelting nickel oxide ore.
前記還元工程では、下記式で定義される投炭率が０．１以上０．３以下となるように前記第２の還元剤を添加する
請求項１に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。
投炭率＝第２の還元剤に含まれる炭素質量（ｇ）／混合物に含まれる酸化鉱石の質量（ｇ） The second reducing agent is a carbonaceous reducing agent,
The method for smelting nickel oxide ore according to claim 1, wherein in the reduction step, the second reducing agent is added so that the coal injection rate defined by the following formula is 0.1 or more and 0.3 or less.
Coal injection rate = mass of carbon contained in the second reducing agent (g) / mass of oxidized ore contained in the mixture (g)
請求項２に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。 The method for smelting nickel oxide ore according to claim 2, wherein in the reducing step, the second reducing agent is added to the mixture twice or more.
請求項３に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。 In the reduction step, the second reducing agent is added to the mixture for the first time to perform a reduction treatment, and during the reduction treatment, the second reducing agent is added for a second time or later. The method for smelting nickel oxide ore described in .
請求項３又は４に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。 The method for smelting nickel oxide ore according to claim 3 or 4, wherein the second reducing agent is added in the second and subsequent additions so that the coal injection rate is 0.03 or more and 0.1 or less.
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