JPH0121855B2

JPH0121855B2 -

Info

Publication number: JPH0121855B2
Application number: JP16226585A
Authority: JP
Inventors: Haruo Arai; Tetsuya Watanabe
Original assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1985-07-22
Filing date: 1985-07-22
Publication date: 1989-04-24
Also published as: JPS6223944A; FR2585037A1; FR2585037B1; CA1332286C

Description

【発明の詳細な説明】

＜発明の目的＞産業上の利用分野本発明は酸化ニツケル鉱石からフエロニツケル
ルツペを製造する方法に関する。従来の技術一般に、酸化ニツケル鉱石からフエロニツケル
ルツペを製造する方法として以下に述べる所謂湿
式製練法が知られている。すなわち、日本鉱業会誌／97 1122（’81−８）
792〜794頁に記載される如く、従来例に係る酸化
Ni鉱石の製練方法のフローシートは、第３図に
示す通りであつて、主原料のNi鉱石や副原料の
炭材、石灰石にそれぞれ多量の水分が添加されて
チユーブミルで個別的に湿式粉砕され、約50％程
度の水分を含んだスラリーにされる。その後、各
スラリー原料は貯蔵槽中に集められて、そこで、
混合されてから、所望の高分子凝集剤が添加され
てドラムフイルタに送られ、脱水されてケーク状
にされ、その後、製団機でブリケツトに製団さ
れ、グレート付ロータリーキルン中で乾燥、予
熱、焼成される。発明が解決しようとする問題点しかし、上述した従来の技術には次の問題点が
ある。第１に、鉱石によつてはきわめて脱水性の悪い
ものがあり、また、脱水性がある程度良いもので
あつても、ドラムフイルタ等で最大限に脱水して
も、せいぜい水分30％程度止まりであつて、多量
の水分が残存し、かつ水分変動も大きく、高水分
原料用低圧成型機では製団時の成型性が劣化する
と共に、乾燥、予熱時に多量の熱エネルギーが必
要である。第２に、主原料と副原料の混合は、貯蔵槽でス
ラリー状態で行なわれている。しかし、スラリー
状態であると、これら原料間で比重及び粘度差が
大きいことから、どうしても、炭材等は偏析し、
均一に混合することがむずかしく、この不均一性
が還元焼成時に障害となる。第３に、均一に混合することがむづかしいこと
から、ブリケツト等の製団物中にはあまり多くの
炭材が内装できず、従つて、炭材含有量に変動が
生じ、かつ脆弱な製団物は崩壊し易く、この事が
ロータリーキルンの操炉面でも所謂リングの発生
等が起つて、円滑性が失なわれるほか、生産性を
向上させることもきわめてむずかしい。本発明はこれらの欠点を解決し、操業効率、生
産性を向上させ、熱エネルギーを削減し、さら
に、Ni還元率を上げることができる酸化ニツケ
ル鉱石からフエロニツケルルツペを製造する方法
を提供するものである。＜発明の構成＞問題点を解決するための手段ならびにその作用すなわち、本発明は、酸化ニツケル鉱石を２つ
に分けて一方を湿式粉砕、一方を乾燥粉砕する工
程と、酸化ニツケルの還元に必要な量以上の炭材
及び石灰石などの溶剤を混合して均一化する混合
混練工程と、混練物を所定形状のブリケツト等に
する製団工程とこの製団物をグレート上で乾燥す
る乾燥工程と、酸化ニツケル鉱石を炭材で還元
し、フエロニツケルルツペとする焼成工程とから
なることを特徴とし、また、酸化ニツケル鉱石を
乾燥粉砕する粉砕工程と、酸化ニツケルの還元に
必要な量以上の炭材及び石灰石などの溶剤を混合
すると共に、10〜20％の水分を添加する混合混練
工程と、混練物を所定形状のブリケツト等にする
製団工程と、この製団物をグレート上で乾燥する
乾燥工程と、酸化ニツケル鉱石を炭材で還元し、
フエロニツケルルツペとする焼成工程とからなる
ことを特徴とする。この手段の構成ならびにその作用について図面
によつて更に詳しく説明する。第１図は本発明方法の一つの実施例に係るフロ
ーシートであり、第２図は本発明方法を実施する
装置の一例の配置図である。まず、粉砕工程について説明する。第１図ならびに第２図に示す如く、主原料の酸
化ニツケル鉱石を少なくとも２つ以上に分ける。
この場合、通常は、脱水性の良否によつて２つに
分け、この鉱石の一方、つまり、脱水性が悪い鉱
石は乾燥粉砕工程Ａを経て粉砕する。また、鉱石
の他方、つまり、脱水性が良好な鉱石は湿式粉砕
工程Ｃを経て粉砕する。すなわち、乾燥粉砕工程Ａは、鉱石を乾燥状態
で粉砕する工程で、鉱石は通常径２mm程度に紛砕
できれば何れにも構成できるが、通常は、第２図
に示す如く、自生粉砕ミル等の摩砕機１、サイク
ロン２ならびにバツグフイルタ３を連結して構成
し、なかでも、ボールミル等の摩砕機１には熱風
炉４から乾燥空気が送られている。従つて、鉱石
の一部は通常20〜40％程度の水を含みかつ径−
300mm程度であるが、摩砕機１内で乾燥状態で粉
砕され、粒度−２mm程度に調整させると共に水分
10％以下程度に乾燥される。その後、この乾燥粉砕鉱石はサイクロン２及び
バツグフイルタ３で回収され、貯蔵槽３′に一時
的に貯蔵される。また、湿式粉砕工程Ｃは脱水性の良い鉱石をス
ラリー状として粉砕する工程であつて、通常は第
２図に示す如く、湿式チユーブミル５、複数個の
スラリータンク６から構成し、これにドラムフイ
ルタ７を連結する。つまり、脱水性の良い鉱石
（これにも通常25〜40％の水分を含み、粒径も−
300mm程度である）には水分を添加して湿式チユ
ーブミル５で粉砕し、水分50％程度を含むスラリ
ーとし、このスラリーは一時的にスラリータンク
６にストツクされ、その後、順次にドラムフイル
タ７で水分28〜35％程度まで脱水し、ケーク状に
する。また、炭材や石灰石等の副原料は通常乾式粉砕
工程Ｂを経て粉砕されるが、これらの粉砕性は鉱
石とは異なり、その水分量も鉱石に較べると少な
い。従つて、乾式粉砕工程Ｂは乾燥粉砕工程Ａと
異なつて篩分を必要としないチユーブミル８に貯
蔵槽９を連結し、チユーブミル８で−100mm程度
の副原料を乾式粉砕して、粒度−２mm程度とし、
これを一時的に貯蔵槽９で貯蔵する。なお、また、これら副原料は細粒化された炭
材、石灰を使用することもできる。また、戻りダストなどを再使用する場合は、次
の混合混練工程Ｄで添加することもできるが、湿
式粉砕工程Ｃのスラリータンク６でスラリー状と
し、これを湿式粉砕後の鉱石のスラリーに添加し
てドラムフイルタ７で脱水したケーク状にするこ
ともできる。更に、上記の如き各粉砕原料の粒度はブリケツ
ト等の圧潰強度を高める上からはある程度小さい
のが好ましい。この点から、本発明法では−３mm
程度に粉砕する。次に混合混練工程について説明する。上記の通り、−３mm程度の粒度に調整された各
原料は、混合混練工程Ｄにおいて適当量ずつ混合
し混練する。この際の各原料の配合量は、水分は
ブリケツト等の製団物の成型性や、後の乾燥、予
熱の熱エネルギーの節減等から10〜20％、好まし
くは15〜20％とする。また、副原料中の炭材は少
なくとも全鉱石中のNi等の金属分の還元に必要
な量以上、とくに、この必要量に加えて熱焼に消
費される量を含めて多量に添加する。すなわち、後の製団工程Ｅにおいて、ブリケツ
ト等の製団物に所定成型性や強度を得るには、あ
る程度の水分が必要であるが、あまり多いと、強
度を弱め好ましくない。また、副原料中では、炭
材を多量に添加することが重要で、この炭材は少
なくとも鉱石中のNiなどの金属分の還元に必要
な量以上含ませる。つまり、本発明法は従来例と
は相違して金属分の還元に必要な量以上の炭材及
び溶材を内装した強固なブリケツト等を製団する
のであつて、この点が一つの特徴になつている。要するに、Niなどの金属分の還元の必要量に
対応する分だけ炭材を内装させると、内装量の５
割〜８割程度の炭材が熱焼に消費され、金属分の
還元に必要な炭材が不足する。このため、炭材量
は、還元Niなどの金属分に供せられるのに必要
な量以上にする必要があり、実際には、その量の
２倍〜５倍が必要である。また、このように多量の炭材を配合し、しか
も、水分は上記の如く調整するが、その上で、こ
の多量の炭材は均一に分散させる必要がある。す
なわち、原料の混練後、ブリケツトに製団する
が、このとき水分及び内装原料が不均一に存在す
ると、ブリケツト強度の低下を招来する。このた
め、混練は従来例に較べてさらに混練する必要が
ある。この点から、本発明法では、第２図に示す
如く、パツグミル等の混合機１０とロツドミル等
の混練機１１とを直列に結合し、特に、ロツドミ
ル等の混練機１１は一基よりも複数基設けること
が望ましい。このように予めパツグミル等の混合機１０で混
合してから、ロツドミル等の混練機１１で僅かに
粗砕すると同時に混練すると、すでに破砕された
各原料中の粒子はロツドミル等の粗砕によつて更
に調粒されると共に、均一に撹拌混練され、水分
及び炭材は均一に分散し、製団性が高められる。また、上記のところでは、湿式粉砕原料と乾燥
粉砕原料とを上記の通りの条件で配合したが、必
ずしも、このような粉砕を湿式と乾燥とに分けな
くとも、全ての原料を乾燥粉砕し、これら各原料
を上記の通りに配合するとともに、10〜20％程度
の水分を添加して、これを混練することもでき
る。なお、均一に混練された混練材料は一時的に原
料ヤード１２にストツクされ、所要に応じて次の
製団工程Ｅに送られる。次に、製団工程について説明する。製団工程Ｅにおいては、製団機１３′でブリケ
ツトなどの製団物に成型される。この製団物の形
状としては、例えば、ペレツト状としてもよい
が、通常は、径20〜60mm程度のピロー型又はアー
モンド型のブリケツトに成型する。次に、乾燥工程について説明する。前記製団工程で得られた製団物は、乾燥工程Ｆ
を経て焼成工程Ｇに移行する。この乾燥工程Ｆは
第２図に示す如くグレート付ロータリーキルンの
グレート１３で行なわれ、焼成工程Ｇはロータリ
ーキルン１５で行なわれる。第２図に示すグレー
ト付ロータリーキルンにおいて、はじめのグレー
ト１３に装入され、そこに、ロータリーキルン１
５からの排ガスをグレート１３の上から導入し、
製団物を乾燥する。この際、ブリケツト等の製団
物は成型性が良いため、乾燥はきわめて良好に行
なわれ、更に、水分量も適正であり、製団物は乾
燥によつて更に強度が高められ、粉化することが
ない。グレート１３上での乾燥によつてブリケツ
ト温度は常温から400℃程度まで加熱昇温できる。
これに対し、第３図に示す如く、従来例により成
型されたブリケツトであると、水分が多いことと
成型性の悪いこともあつて上記の如くグレート上
で乾燥しても、せいぜい200℃程度までにしか加
熱昇温できず、ロータリーキルン中での予熱に長
い時間が必要になる。次に、焼成工程について説明する。乾燥後、製団物を排鉱シユート１４を経てロー
タリーキルン１５の装入端から投入し、ロータリ
ーキルン１５中で予熱を経て焼成する。焼成時、
製団物中のNiなどの金属分は多量の炭材に包囲
された状態で還元され、この金属分はロータリー
キルン１５の排出端に接近すると、フエロニツケ
ルルツペ（つまり、金属粒）として成長し、フエ
ロニツケルルツペはスラグに包含されたクリンカ
ーとして排出される。ロータリーキルンは従来例と同構造に構成さ
れ、排出端には通常の通りバーナ１６が設置さ
れ、このバーナ１６で微粉炭、重油またはガスな
どの燃料が燃焼され、この熱エネルギーによつて
ロータリーキルン内で製団物等の原料が加熱昇温
される。また、このロータリーキルン１５内では、製団
物が装入端から排出端に進む間に順次に加熱昇温
されるが、グレート１３上で400℃程度まで加熱
され、付着水分がほとんどなくなつている。この
ため、材料温度が直線的に上昇し、僅か（例え
ば、装入端から35ｍのところ）進んだところで、
多量の炭材が内装されていることもあつて、還元
がきわめて良好に進行する。この状態で還元が進
行すると、原料層中の酸素分圧が低下しFeOなど
が増加する。このFeOは例えばSiO₂などと結合
すると、例えば、フアイヤライトの如き低融点化
合物を生成し、リングとしてロータリーキルン内
炉壁に付着成長する危険性がある。こうした現象
は特に粉末原料があると生じ易く、これが従来例
のロータリーキルン操業で大きな障害になつてい
る。しかしながら、本発明法では、ブリケツト強
度が強いことにより粉末原料の発生は低く抑えら
れ、従つて、リングは生成し難く、きわめて円滑
に操炉できる。なお、クリンカーは排出後粉砕されてから通
常、磁選その他の分離工程を経てフエロニツケル
として回収される。また、グレートでの乾燥時に発生するダストや
ロータリーキルンでの焼成時に発生するダスト等
は湿式粉砕工程Ｃにリターンされて再使用され
る。以上詳述したが、本発明のポイントを以下にま
とめて示す。 (1) 粉砕工程において、乾燥粉砕、湿式粉砕の組
合せ又は乾燥粉砕のみとすることで、次の混合
混練工程に適するよう水分を10〜20％に調整す
ること。 (2) 還元剤として用いられる炭材を従来よりはる
かに多く、還元に必要な量の２〜５倍添加する
こと。 (3) ブリケツト強度を増加させるために、パツグ
ミル等の混合機と、ロツドミル等の混練機を直
列に配置すること。が挙げられる。実施例次に実施例について説明する。実施例１まず、第１表に示す組成の酸化ニツケル鉱石
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを２つに分けて、第１グループは
乾量で鉱石A380Kg、鉱石B50Kg、鉱石D120Kgと
して配合し、平均粒度300mm以下（最大400mm）
で、第１図ならびに第２図に示す乾燥粉砕工程Ａ
で乾燥粉砕した。第２グループは鉱石B250Kg、
鉱石C200Kgとして配合し、第１グループと同等
の粒度で湿式粉砕工程Ｃで湿式粉砕した。この
際、第１グループでは、ボールミルにおいて熱風
炉から送られる熱風によつて鉱石は乾燥すると同
時に粉砕し、このときに、熱風の風量によつて粉
砕後の粒度は調整して−２mm程度に粉砕すると共
に、水分５％程度に乾燥し、この粉砕鉱石を貯蔵
槽にストツクした。また、第２グループでは、全
水分量が50％程度になるまで水を添加してスラリ
ー状として湿式チユーブミルで−２mm程度に粉砕
してから、スラリータンクに貯蔵し、これに戻り
ダスト（第４表に示す組成）75Kgを添加してか
ら、ドラムフイルタによつて脱水し、水分30％と
した。なお、副原料は炭材と石灰石とを乾式粉砕工程
Ｂで粉砕し、このときに炭材Ａ（第２表に示す組
成で、水分10％）130Kgならびに石灰石（水分３
％）70Kgをチユーブミルで連続的に粉砕し、粒度
−２mm、水分6.1％とした。

【表】

【表】ただし、炭材(B)はコークスブリーズである。

【表】

【表】次に、これら各粉砕原料を混合し、この際に、
各粉砕原料は水分17〜19％ならびに炭材130Kg、
石灰石70Kgになるよう、各配合量を定めて混合混
練工程Ｄで混練した。この工程Ｄでは、パツグミ
ルと２基のロツドミルとを連結し、水分ならびに
多量の炭材を近一に混練した。その後、混練原料は製団工程Ｅにおいて。、製
団機で径40mm程度のピロー型ブリケツトに成型し
た。このブリケツトを、高さ２ｍのところから５
回くり返して落下させて落下試験を行なつたとこ
ろ、95％以上が破壊せずに残つた。次に、ブリケツトを乾燥工程Ｆに移行し、グレ
ート（長さ17ｍ）で乾燥し、この乾燥はロータリ
ーキルン中からの排ガス（550℃）を導入し、対
向流として行なつた。このときに、グレートの排
出口ではブリケツトの温度は390℃になつてきわ
めて乾燥が良好に行なわれ、ほとんどバーステイ
ング等で粉化することがなく、回収された戻りダ
スト量は42Kgであつた。次に、乾燥後、装入端からロータリーキルン
（長さ70ｍ）に投入し、予熱、焼成した。このときに、ロータリーキルン中の進行にした
がつてブリケツトの温度は直線的に昇温し、装入
端から20ｍ（排出端から50ｍ）のところでは700
℃に達して結晶水が分解を始める。その後、還元
が進行し、装入端から60ｍのところで1320℃であ
り、そこから排出端までのフエロニツケルルツペ
生成ゾーンでも、同温度以上が維持され、十分な
フエロニツケルルツペの成長がみられNiの還元
率は96.5％であつた。また、比較のために、上記の第２グループで湿
式粉砕した水分50％のスラリー状の鉱石に対して
スラリータンクで上記副原料を加えてその中の炭
材が80Kgになるよう混合した。しかし、スラリー
タンク中では、偏析が多く、均一に混合すること
は困難であつた。そこで、このスラリーを上記の
ドラムフイルタで水分30％程度に脱水してケーク
状とし、このケークを径12mmの団鉱とした。この
製団時には、水分が多いことから、製団機をスチ
ーム加熱し、団鉱は次に上記のグレート上で乾燥
したところ、団鉱の成形性も悪く水分は15％まで
あつて、これを上記のロータリーキルン中に入れ
て、上記のところと同様に予熱、焼成した。この
際、炭材の内装量が少ないことから、外装材とし
て80Kgを装入しロータリーキルン中で予熱、焼成
した。このときの状態を比較して示すと第５表の
通りであり、Niの還元率は95.0％であつた。更に、上記結果にもとずいて、本発明法と比較
例とによつて実際に酸化ニツケル鉱石を処理して
その操業結果を比較したところ、乾鉱トン当り第
６表に示す通りであつた。

【表】

【表】第５表、第６表より明らかなように、本発明法
によればNiの還元率が1.5％も高い。本発明法は
炭材の内装量が多いが、比較法より合計の炭材量
が少なく、操業効率が良い。さらに、ブリケツト
中の水分が少ないため、燃料用石炭、投入熱エネ
ルギー量が少ないことがわかる。実施例２実施例１と相違して、第２グループの鉱石も第
１グループと同様に乾燥粉砕し、この乾燥粉砕さ
れた鉱石に実施例１と同様に副原料を配合し、こ
の配合後の混練のときに水分を添加して実施例１
の如き混練原料を得た。その後は、実施例１と同
様に、製団、乾燥、予熱、焼成したところ、第５
表に示すところと同様の結果が得られた。＜発明の効果＞本発明によれば、酸化ニツケル鉱石から高い
Niの還元率でフエロニツケルルツペを製造する
ことができると共に、操業効率及び生産性の向上
ならびに熱エネルギーの削減が図られるなど工業
上極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法の一つの実施例に係るフロー
シート、第２図は本発明法を実施する装置の一例
の配置図、第３図は従来例に係る酸化ニツケル鉱
石の製練方法の一例のフローシートである。符号１……自主粉砕ミル、２……サイクロン、
３……バツグフイルタ、３′……貯蔵槽、４……
熱風炉、５……湿式チユーブミル、６……スラリ
ータンク、７……ドラムフイルタ、８……ロツド
ミル、９……貯蔵槽、１０……パツグミル等の混
合機、１１……ロツドミル等の混練機、１２……
原料ヤード、１３……グレート、１３′……製団
機、１４……排鉱シユート、１５……ロータリー
キルン、１６……バーナ。

Claims

【特許請求の範囲】１酸化ニツケル鉱石を２つに分けて一方を湿式
粉砕、一方を乾燥粉砕する工程と、これら両工程
で粉砕した酸化ニツケル鉱石に、これらの中に含
まれる酸化ニツケルの還元に必要な量以上の炭材
及び石灰石などの溶剤を混合して均一化する混合
混練工程と、混練物を所定形状のブリケツト等に
する製団工程とこの製団物をグレート上で乾燥す
る乾燥工程と、酸化ニツケル鉱石を炭材で還元
し、フエロニツケルルツペとする焼成工程とから
なることを特徴とする酸化ニツケル鉱石からフエ
ロニツケルルツペを製造する方法。２酸化ニツケル鉱石を乾燥粉砕する粉砕工程
と、この工程で粉砕した酸化ニツケル鉱石に、こ
の中に含まれる酸化ニツケルの還元に必要な量以
上の炭材及び石灰石などの溶剤を混合すると共
に、10〜20％の水分を添加する混合混練工程と、
混練物を所定形状のブリケツト等にする製団工程
と、この製団物をグレート上で乾燥する乾燥工程
と、酸化ニツケル鉱石を炭材で還元し、フエロニ
ツケルルツペとする焼成工程とからなることを特
徴とする酸化ニツケル鉱石からフエロニツケルル
ツペを製造する方法。