JPH0151534B2 - - Google Patents

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JPH0151534B2
JPH0151534B2 JP21659587A JP21659587A JPH0151534B2 JP H0151534 B2 JPH0151534 B2 JP H0151534B2 JP 21659587 A JP21659587 A JP 21659587A JP 21659587 A JP21659587 A JP 21659587A JP H0151534 B2 JPH0151534 B2 JP H0151534B2
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JP
Japan
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furnace
electric furnace
ore
raw material
nickel
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JP21659587A
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JPS6462438A (en
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Takeshi Kuwayama
Takayoshi Kimura
Yasuo Yamada
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HYUGA SEIRENSHO KK
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HYUGA SEIRENSHO KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/02Obtaining nickel or cobalt by dry processes
    • C22B23/023Obtaining nickel or cobalt by dry processes with formation of ferro-nickel or ferro-cobalt

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 この発明はニツケル含有鉱石の電気炉による製
錬法に関する。 〔従来の技術〕 従来酸化ニツケル鉱からフエロニツケルを製造
する製錬法としては、予熱された鉱石と炭素質還
元剤とを電気炉に装入し、電力を主熱源として還
元溶解し溶体とスラグに分離する電気炉法の他に
鉱石を粉砕後、直径50〜70mmの団鉱とし、塊コー
クスと共に溶鉱炉に装入して熱風を吹込み、コー
クスを熱源として還元溶解し溶体とスラグに分離
する溶鉱炉法や、鉱石と炭素質還元剤とを微粉砕
後造粒してロータリーキルンに装入し、バーナー
の重油や微粉炭を熱源として半溶融状態で還元後
磁選してスラグと分離するロータリーキルン法等
がある。 前記の溶鉱炉法やロータリーキルン法は熱源と
して電力に比し安価な重油、コークス、石炭等を
使用しているのでエネルギーコストが安い利点は
あるが、何れも操業温度が電気炉法に比し低い為
装入原料の融点を低くする必要がある。そのため
使用可能な鉱石組成が制約されたり、石灰石等の
添加物が多量に必要になる等の問題があつた。
又、装入原料の微粉砕や造粒、製団等の前処理に
費用がかかる他、炉の容量が限定されるので生産
性が低い問題もあつた。更に、産出フエロニツケ
ルの不純物が多く品質が悪い欠点もあつた。それ
に対し電気炉法は操業温度が高くできるので鉱石
組成に制約されず、添加物も不要であり前処理も
比較的簡単である。その上大容量炉が実用可能な
ので生産性が高く、更に産出フエロニツケルのニ
ツケルや不純物品位等、品質の制御が可能である
等の長所を有するため現在は電気炉法が主となつ
ている。 この電気炉法では、原料鉱石を約50mm以下に破
砕した後、還元用炭材として無煙炭や石炭を添加
してロータリーキルンに装入し、800〜900℃に加
熱して鉱石中の20〜30%の付着水と8〜10%の結
晶水を除去すると共にNiOやFe2O3の一部が還元
される。この焼鉱を与熱状態のまゝ電気炉の上方
の貯鉱ビンに搬送し、投原管から電気炉に装入
し、主として電極間の電流によるジユール熱によ
り1500〜1600℃に加熱し還元溶解する。そして
Ni18〜25%、SiやC等の不純物2〜5%、残部
Feからなるフエロニツケルは炉底に溜り、比重
の軽いスラグと分離される。このフエロニツケル
の電気炉法がフエロマンガンやフエロシリコン等
他の合金鉄やカルシウムカーバイドの電気炉法に
比し使用炭材量が極めて少ないためガスの発生量
が少なく、一方スラグの発生量が多い特徴があ
る。それは原料として使用される酸化ニツケル鉱
石はNi1.8〜2.8%、Fe8〜15%と金属含有量が著
しく低いためであり、還元用炭材の使用量は乾鉱
石1t当り固定炭素として30〜50Kgであり、他の合
金鉄の200〜500Kgに比し極めて少ない。従つて電
気炉での還元反応時に発生するCOガスの量も少
ない為、他の合金鉄炉のようにCOガスを回収し
て利用することは経済的に困難である。そのため
発生したCOガスは全量炉内で自然燃焼させ、そ
の顕熱の一部は炉中の原料の予熱に利用される
が、大部分のガスは高温のまゝ煙道から炉外に排
出され、その後は鉱石、炭材等の乾燥用補助熱源
として利用されたり集塵後廃棄されている。 このように原料鉱石中の有価金属であるNi品
位が低いためフエロニツケル中のNi1t当りの所
要熱エネルギーは35〜50×106Kcalと大きく、そ
の中の電気エネルギーは約60%を占め20〜
24MWH/Nitに達する。その為、我国のように
電力が高価な場合にはエネルギーコストが著しく
高くなる問題があつた。この電力を節減するため
の手段としてロータリーキルンでの予熱温度を高
くしたりNiやFeの予備還元率を高めたりする対
策が採られているが、設備や操業上の制約からそ
の効果は小さかつた。 又、同様な酸化ニツケル鉱石を使用しNiを回
収する方法としては、前記電気炉法に加えロータ
リーキルン又は電気炉に硫黄を添加しFe−Niマ
ツトを生産する方法もあるが、やはり電力コスト
が高くなる問題があつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 この発明は前記の問題点を解決し、ニツケル含
有鉱石の電気炉製錬法において、高価な電力使用
量を従来より節減しようとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明による手段は、ニツケル含有鉱石の電
気炉製錬法において、炉内に挿入したバーナーに
燃料と酸素を供給し、炉内の原料の高温域でバー
ナーを燃焼せしめることにある。 バーナーに供給する燃料としては重油、灯油等
の液体燃料や微粉炭等の固体燃料を単独又は混用
することができる。燃焼用気体としての酸素とし
ては、純酸素又は酸素富化空気を使用することが
できるが、酸素濃度は高い方が火焔温度が高く原
料を溶解し易く、又発生ガス量が少ないのでガス
の吹き抜けが発生し難く好ましい。またバーナー
の火焔で溶解された原料の溶体は直接スラグ層に
落下させ、スラグ層と溶体の間に未溶解のクラス
トを発生させない為には、バーナーの先端位置は
炉内高温域で特に電極周辺部の原料の溶解速度が
比較的速い部分で且つスラグ層のやゝ上方に配設
することが望ましい。バーナーの本数は炉の容量
や構造、エネルギー配分等によつて適宜選定すれ
ば良いが、1本当りの負荷を小さくすると共に炉
況を一定に保つために2〜6本の複数本を分散し
て配置することが望ましい。 〔作用〕 電気炉内の原料の高温域に挿入したバーナーで
重油や微粉炭等の燃料を酸素や空気で燃焼させる
と、その熱で原料は還元溶解されてスラグ層に滴
下し比重差によつてメタルとスラグに分離され
る。また発生した高温ガスは原料層の空隙部を通
過する際に原料を予熱して表面から炉内に排出さ
れ、更に煙道から炉外へ導かれて、鉱石や石炭等
の乾燥用としてそのまゝ利用したり、空気と熱交
換させロータリーキルンのバーナーの二次空気と
して使用することもできる。 この操業法によれば、電気炉での生産量を一定
とすればエネルギー源として電力の一部を燃料に
代替してエネルギーコストを低下させることがで
きる。 また電気炉の電力負荷を一定にして燃料の燃焼
を付加すればエネルギーコストの低減と共に増産
メリツトを得ることができる。 尚、本法で操業してもガス量が増加するがスラ
グやメタルの温度、組成等は従来と変わらない。 〔実施例〕 本発明の一実施例について以下に説明する。 第1図は実施例に用いた電気炉の断面を示す説
明図であり、第2図は第1図の炉蓋上面の平面図
である。 電気炉1は円筒状の炉殻の内面に耐火材をライ
ニングした炉体2と、その上面を覆う炉蓋3及び
炉蓋3を貫通する3本の電極4とからなり、原料
は炉蓋3の上方に配設された原料ビン5から炉蓋
3を貫通する投原管6を通つて炉内にチヨークフ
イードされ、一方廃ガスは炉蓋3に開口した煙道
11から排出される。そして炉内は比重差により
炉底部からメタル層7、スラグ層8、鉱石層9の
順に形成され、所望量貯溜されたら夫々メタルホ
ール12、スラグホール13から抜き取られる。 又、5本のバーナー10が炉蓋3を貫通して原
料の高温域に挿入されており、その先端部でバー
ナー10に供給した重油、微粉炭等の燃料を酸素
含有ガスで燃焼させるようになつている。 実施例 1 この電気炉に図示されていないロータリーキル
ンで800〜900℃に予熱され、組成がNi2.6〜2.8、
Fe15〜17、SiO240〜41、MgO25〜26、C2.5〜2.8
各重量%の焼鉱を約60t/H供給し、電力負荷を
21.2MWH/Hとし、5本のバーナーから重油
635/Hを純酸素1270Nm3/Hで燃焼させて電
力と燃料の熱エネルギーで焼鉱を還元溶解させ
た。その結果、Ni19〜22、Co0.6〜0.7、Si0.1〜
0.8、C1.2〜2.0、S0.3〜0.6各重量%の組成で温度
約1400℃のフエロニツケル約7t/Hと、Ni0.04〜
0.05、Fe7〜9、SiO251〜52、MgO32〜34各重量
%の組成で温度約1580℃のスラグが約45t/H得
られた。又、電気炉からの廃ガスはCO230〜34、
CO1〜2、O23.5〜5.5各容量%の組成で温度は
1000〜1250℃、ガス量は9000〜10500Nm3/Hで
あつた。 実施例 2 実施例1と同じ電気炉に、同じ焼鉱を供給し、
電力負荷も同じとし、5本のバーナーから微粉炭
(発熱量7000Kcal/Kg)825Kg/Hを純酸素
1240Nm3/Hで燃焼させ焼鉱を還元溶解させた。
その結果、得られたフエロニツケルとスラグ及び
廃ガスの組成、温度、量は実施例1とほぼ同じで
あつた。 この実施例1、2と従来例の熱バランスは次表
の通りである。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明による製錬法は、電
気炉内の原料の高温域に挿入したバーナーで重油
や石炭等の燃料を燃焼させ、原料を補助的に溶解
させるようにしたので電気炉のエネルギーコスト
を低下させることができる。又、時間当りの供給
熱量を増加すれば増産によるコストダウンも可能
である。 従つて、本発明法は電力単価の高い地方、季
節、時間帯にはより有効である。 またフエロニツケル製錬に限らず電気炉による
ニツケルマツト製錬や、COガスを回収しない他
の合金鉄等の電気炉製錬にも適用して同様な効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に使用した電気炉の断
面図、第2図は第1図の炉蓋上面の平面図であ
る。 1……電気炉、2……炉体、3……炉蓋、4…
…電極、5……原料ビン、6……投原管、7……
メタル層、8……スラグ層、9……鉱石層、10
……バーナー、11……煙道、12……メタルホ
ール、13……スラグホール。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 予め加熱されたニツケル含有鉱石と炭素質還
    元剤とを含む原料を電気炉に装入して還元溶解す
    るニツケル含有鉱石の電気炉製錬法において、炉
    内に挿入したバーナーに燃料と酸素を供給し炉内
    の原料の高温域でバーナーを燃焼せしめることを
    特徴とするニツケル含有鉱石の電気炉製錬法。
JP21659587A 1987-08-31 1987-08-31 Electric furnace smelting method for nickel-containing ore Granted JPS6462438A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21659587A JPS6462438A (en) 1987-08-31 1987-08-31 Electric furnace smelting method for nickel-containing ore
FR8811365A FR2619825B1 (fr) 1987-08-31 1988-08-30 Procede pour la fusion au four electrique d'un minerai contenant du nickel

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JP21659587A JPS6462438A (en) 1987-08-31 1987-08-31 Electric furnace smelting method for nickel-containing ore

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JPS6462438A JPS6462438A (en) 1989-03-08
JPH0151534B2 true JPH0151534B2 (ja) 1989-11-06

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ID=16690884

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JP21659587A Granted JPS6462438A (en) 1987-08-31 1987-08-31 Electric furnace smelting method for nickel-containing ore

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JPS6462438A (en) 1989-03-08
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FR2619825B1 (fr) 1991-01-11

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