JPH03249136A

JPH03249136A - ケイ酸苦土ニッケル鉱石の処理方法

Info

Publication number: JPH03249136A
Application number: JP2044514A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Inoue; 賢一井上; Retsu Nagabayashi; 長林　烈; Morihiro Hasegawa; 長谷川　守弘; Masahiro Kinugasa; 衣笠　雅普
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1990-02-27
Filing date: 1990-02-27
Publication date: 1991-11-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は製鋼原料となる鉄、ニッケル、クロム混合物を
製造するためのケイ酸苦土ニッケル鉱石の処理方法に関
する。

（従来技術とその問題点）現在工業的に行われているケイ酸苦土ニッケル鉱石を原
料としたフェロニッケルの製錬法は、乾燥、仮焼した鉱
石を溶鉱炉や電気炉を用いて溶解する方法が最も多い。

しかしこの方法では鉱石を濃縮せずに脈石ごと全量を溶
解しているため、炭剤やフラックス等の副原料あるいは
熱エネルギーに無駄な費用を消費している。そこで鉱石
中の不用な脈石を取り除く技術、すなわちＮｉ濃縮技術
の確立が強く望まれている。

ケイ酸苦土ニッケル鉱石中のニッケルの濃縮に関しては
様々な方法が研究、報告されているが、いずれも実用化
には至っていない。その原因としては、鉱石中のニッケ
ルが少量であり、しかも鉱石の主要鉱物であるマグネシ
ウムケイ酸塩中にきわめて微細に分散しているためにニ
ッケルの物理的な濃縮が困難であること、また乾式処理
においては鉱石の融点近い高温（１４００℃）で処理す
るためエネルギー費が高くなること、などが挙げられる
。

一方、湿式法では例えば塩酸浸出−焙焼による処理方法
（特開平１−１００２２８）が提案されている。この方
法ではＳｉＯ□を分離除去した後の塩酸浸出液を焙焼炉
中に滴下または噴霧して乾燥焙焼することにより大部分
のＭｇを水溶性の塩化物にし、Ｆｅ、　Ｎｉは水不溶物
にし、次にこれらを水浸出、濾過することによって龍を
分離している。しかしこの方法の場合Ｎｉの水不溶物は
Ｍｇの水不溶物中に含まれた形で生成するためにＭｇを
完全に分離除去できないこと、塩酸を回収するためには
、塩酸浸出液の乾燥焙焼工程に加えて、Ｎｉ等の水不溶
物分離後の塩化物水溶液の乾燥焙焼工程をさらに追加す
る必要があること、などの問題点を有する。

（発明の構成）本発明は、ケイ酸苦土ニッケル鉱石を塩酸で浸出し、Ｓ
ｉＯ□を主成分とする浸出残渣とＮｉ、　Ｆｅ、　Ｃｒ
、Ｋｇを含む浸出液とに分離する工程（浸出工程）、Ｓ
ｉＯ２除去後の浸出液に酸化カルシウム（ＣａＯ）、水
酸化カルシウム（Ｃａ　（ＯＲ）２　）１石灰乳、ある
いは炭酸カルシウム（ＣａＣＯ□）の中和剤のうち１種
または２種以上を添加し、ｐＨを５．４〜７．５に調整
することにより浸出液中のＮｉ、　Ｆｅ、Ｃｒの全量を
水酸化物として沈澱凝集する工程（沈澱凝集工程）、沈
澱凝集したＮｉ−Ｆｅ、　Ｃｒの水酸化物を濾過により
Ｍｇ、　Ｃａを含んだ塩化物水溶液から分離する工程（
濾過工程）、濾過により分離した前記沈澱物を乾燥焙焼
することによりＮｉ、　Ｆｅ、　Ｃｒの酸化物の混合物
を製造する工程（乾燥焙焼工程）、上記のＭｇ、　Ｃａ
を含んだ塩化物水溶液にさらに上記中和剤を添加してＰ
Ｈを７．６〜１１．５に調整してＭｇを水酸化物として
沈澱させ、沈澱した水酸化マグネシウムを濾過によりＣ
ａの塩化物水溶液と分離する工程（マグネシウム除去工
程）、上記Ｃａの塩化物水溶液を乾燥焙焼することによ
りＣａＣＯ２を副産物として製造する工程（Ｃａ回収工
程）。

分離した水酸化マグネシウムを乾燥焙焼してＭｇＯを副
産物として製造する工程（Ｍｇ回収工程）よりなるケイ
酸苦土ニッケル鉱石の処理方法を提供する。

浸出工程において塩酸濃度は特別に限定はないが、６Ｎ
前後が適当である。

沈澱凝集工程において、ｐＨは５．４〜７．５の間で本
発明の目的には達成されるが、その間で、Ｆｅイオンの
含有量に従って好適なｐＨ値を選択する。

沈澱凝集工程は、常温でも進行するが、５０℃〜９０℃
で実施するほうが好ましい。その場合に、濾過工程で濾
過を室温近傍まで冷却してから行なうか、または５０〜
９０℃の温度に保持したまま濾過するが、後者の方が好
ましい。

ＭｇをＣａから分離するために、前者の沈澱をｐｌ＝７
．６〜１１．５で生成するが、副産物として得るＭｇＯ
とＣａ（４２の目的とする純度に応じてｐＨ値を調整す
る。

つまり、ＭｇＯの純度を重視し、ＣａＣＯ２の純度を重
視しない場合（この場合はＣａＣΩ２にＭｇが混入する
）は。

低めのｐＨ値に、逆に、ＣａＣＯ２の純度を重視し、Ｍ
ｇＯの純度を重視しない場合（この場合はＭｇＯにＣａ
が混入する）は、高めのＰＨ値に調製すればよい。

本発明の方法において、浸出工程は塩酸により鉱石中の
Ｆｅ、　Ｎｉを完全に浸出し、濾過によりＳｉＯ２を残
渣として取り除くことを目的としている。その手段とし
て浸出槽中に粉砕したニッケル鉱石と塩酸を装入し、好
ましくは５０℃〜９０℃に加熱、撹拌し、Ｆｅ、　Ｎｉ
を完全に浸出した後、この浸出液を濾過する。こうして
Ｆｅ、　Ｎｉ、ＭｇおよびＣｒを含む浸出液とＳｉＯ２
を主成分とする浸出残渣を得る。ここで生じた浸出残渣
は酸あるいは水で洗浄した後乾燥してＳｉＯ２粉を製造
することができる。

沈澱凝集工程では、好ましくは５０℃〜９０℃に加熱し
た浸出液に酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化カルシウ
ム（Ｃａ（ＯＨ）、）　１石灰乳、あるいは炭酸カルシ
ウム（ＣａＣＯ，）の中和剤のうち１種または２種以上
を添加して浸出液中のＦｅイオン濃度に応じてｐＨ＝５
．４〜７．５の範囲内に調整することによって浸出液中
のＦｅ、　Ｎｉ、　Ｃｒの全量を水酸化物として沈澱さ
せ、かつ沈澱粒子を、次工程である濾過に適するよう凝
集させることを目的としている。その手段としては、前
記のＳｉｎ、除去後の５０℃〜９０℃の塩酸浸出液に浸
出液中のＦｅ、　Ｎｉ、　Ｃｒの全量を水酸化物として
沈澱してしまうのに必要な量で、しかも浸出液がＭｇの
沈澱するようなＯＨ−イオン濃度に達しないだけの量、
すなわち、その指標として具体的にはｐＨ値が５．４〜
７．５の範囲内におさまるだけの量の酸化カルシウム（
ＣａＯ）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）、石灰
乳、あるいは炭酸カルシウム（ＣａＣＯｉ）の中和剤の
うち１種または２種以上を添加し、Ｆｅ、Ｎｉ、　Ｃｒ
の水酸化物を沈澱生成させる。ここで上記ｐＨ値の範囲
内に調整することは、Ｎｉを１ｐＯ％回収するためにも
、またＭｇを沈澱させないための要件である。また、こ
の沈澱凝集を浸出液を５０〜９０℃に加熱して行うこと
は、次工程の濾過に適した濾過性のよい水酸化物が生成
されるために好ましい。

濾過工程では沈澱凝集したＦｅ、　Ｎｉ、　Ｃｒの水酸
化物を主成分とするケーキとＭｇ、　Ｃａの塩化物水溶
液とに分離する。その手段としては、５０℃〜９０℃に
加熱した浸出液（沈澱物を含んだＭｇ、　Ｃａの塩化物
水溶液）温度を５０℃〜９０℃に保持したまま濾過分離
するか、または濾過装置の寿命を延ばすことを重視する
場合は若干濾過速度は低下するが浸出液（沈澱物を含ん
だＭｇ、　Ｃａの塩化物水溶液）温度をいったん室温近
傍まで冷却して濾過しても問題ない。

なお１本処理法においては、濾過において一般的に行わ
れている濾過物の洗浄は省くことができる。

このため、　Ｆｅ、　Ｎｉ、　Ｃｒの水酸化物を主成分
とするケーキ中にＭｇ、　Ｃａイオンを含んだ液が残り
、製造されるＮｉ、　Ｆｅ、　Ｃｒの酸化物の混合物中
にＭｇ、Ｃａが混入するが、その量は製鋼原料として使
用するに差し支えない程度のものである。乾燥焙焼工程
では濾過により分離した前記水酸化物すなわちＦｅ、Ｎ
ｉ、　Ｃｒの水酸化物を主成分とするケーキを乾燥、焙
焼炉で脱水してＦｅ、　Ｎｉ、Ｃｒの酸化物の混合物を
製造する。

Ｍｇ、　Ｃａを含んだ前記の塩化物水溶液はＭｇとＣａ
を分離することによりＭｇＯとＣａＣＯ２を副産物とし
て得ることができる。その手段としてはＭｇとＣａの塩
化物水溶液にさらに前記中和剤を添加し、ｐＨ＝７．６
〜１１．５に調整することによってマグネシウムを水酸
化マグネシウムとして沈澱する。これを濾過後乾燥焙焼
することによりＭｇＯを得ることができる。

また濾液として分離したＣａの塩化物水溶液を乾燥焙焼
することによりＣａＣＯ２を得ることができる。

このように本処理法は目的とするＦｅ、　Ｎｉ、　Ｃｒ
の酸化物を高収率で得るとともに、副産物としてＭｇＯ
１ＣａＣＱ２およびＳｉＯ２を製造することができ、系
外には無駄なものを一切廃棄しないという非常に優れた
処理法である。

（発明の具体的開示）次に実施例を挙げるが本発明はこれに限定されるもので
はない。

実施例１第１表に示す組成のニッケル鉱石を８０メツシユ以下に
粉砕し、８０℃の６規定塩酸で浸出し鉱石中のＦｅ、　
Ｎｉを完全に抽出する。この浸出液を濾過してＳｉＯ□
を除去した。次にＳｉＯ□除去後の浸出液（Ｆｅ：０．
５０ｍｏｌ、ｌ、Ｎｉ　：　０．１１ｍｏｌ／１２．　
Ｃｒ　：　０．０１ｍｏｌ／Ｑ、　Ｍｇ　：１　、２３
ｍｏｌ＃ｌ）に酸化カルシウム（ＣａＯ）を添加し、空
気をバブリングしながら撹拌し、ｐＨ値を７．０にした
ところで生成した沈澱物を濾過後、乾燥焙焼した。この
処理によりＦｅ　４７．０１％、Ｎｉ　１０．３８％、
Ｃｒ１．５４％、Ｍｇ　７．８６％、Ｃａ　３．０６％
のＦｅ、　Ｎｉ、　Ｃｒ酸化物の混合物を得た。このと
きのＦｅ、Ｎｉ、　Ｃｒの回収率はいずれも１００％で
あり、鉱石中のＭｇ量の９３．２％のＭｇがＦｅ、　Ｎ
ｉ、　Ｃｒ混合物から分離された。

実施例２実施例１と同じ鉱石を用いて実施例１と同じように浸出
、濾過し、ＳｉＯ□を除去した。次にＳｉＯ２除去後の
８０℃の浸出液に酸化カルシウムを添加し、空気をバブ
リングしながら撹拌し、ｐＨ値が５．９になったところ
で生成した沈澱物を濾過後、乾燥焙焼したところＦｅ４
７．６５％、　Ｎｉ１０．４６％、Ｃｒ１．５５％。

Ｍｇ　５．９８％、Ｃａ　４．５７％のＦｅ、　Ｎｉ、
　Ｃｒ酸化物の混合物を得た。このときのＦｅ、　Ｃｒ
の回収率はいずれも１００％であり、Ｎｉの回収率は９
９．８％であった。鉱石中のＭｇ量の９４．９％のＭｇ
がＦｅ、　Ｎｉ、　Ｃｒ混合物から分離された。また、
沈澱物の濾過性も良好であった。

実施例３実施例２と同じ処理を行った。ただし中和剤は石灰乳を
用い、ｐＨを７．０に調整した。得られた酸化物の品位
はＦｅ４７．３９％、　Ｎｉ１０．４２％、Ｃｒ１．５
４％、Ｍｇ　６．３０％、Ｃａ　４．５１％であり、Ｆ
ｅ、Ｎｊ、Ｃｒの回収率はいずれも１００％であった。

比較例１実施例１と同様な処理を行い、中和剤として酸化カルシ
ウムを用い、ｐＨ値を１０．５にしたところで生成した
沈澱物を濾過後、乾燥焙焼した。この処理によりＮｉは
１００％回収できたが、得られたＦｅ、Ｎｉ、　Ｃｒ酸
化物の品位はＦｅ　２５．７１％、　Ｎｉ　５．６６％
。

Ｃｒ　１．２２％、Ｍｇ　２８．２７％、　Ｃａ　５．
６３％となり、混合物にはＭｇを大量に混入した。

比較例２実施例１と同様な処理を行い、中和剤として酸化カルシ
ウムを用い、ｐＨ値を４．５にしたところで生成した沈
殿物を濾過後、乾燥焙焼した。この処理によりＭｇの除
去率は十分であったがＮｉは３４％しか回収できなかっ
た。

比較例３実施例１と同じ鉱石を用いて実施例１と同じように浸出
、濾過し、ＳｉＯ□を除去した。次に５ｉ０２除去後の
浸出液に、中和剤として２８％のアンモニア水を用い、
ｐｌ（値を７．０にして実施例１と同様な処理をしたと
ころＦｅ　４４．９２％、　Ｎｉ　７．００％、　Ｃｒ
　１．５３％、　Ｍｇ　１５．２７％のＦｅ、　Ｎｉ、
　Ｃｒ混合物を得た。この処理により鉱石中のＭｇ量の
８６．２％のＭｇ量がＦｅ、Ｎｉ混合物から分離された
。しかし、このときのＮｉ回収率は７０．９％となり、
酸化カルシウムや石灰乳を用いた実施例に比べてＮｉの
回収率がかなり低くなった。これは浸出液中のＮｉの一
部が錯イオンを形成し、沈殿しないためである。

本発明の実施例および比較例で得られたＦｅ、　Ｎｉ、
Ｃｒ混合物の化学成分と、それぞれの場合のＦｅ、　Ｎ
ｉ、Ｃｒ回収率およびＭｇの除去率を第２表に示す。実
施例ではＦｅ、　Ｎｉ、　Ｃｒともにほぼ１００％が回
収でき、しかもＦｅ、　Ｎｉ、　Ｃｒ混合物中のＮｉ品
位も１０％以上と高い。またＭｇ除去率も高い。一方、
比較例１ではＮｉ回収率が高いがＭｇ除去率は実施例に
比べてかなり低い。これは適切なｐＨ範囲の上限からは
ずれた高い領域まで中和したために大量のＭｇの沈殿を
生成したためである。また、比較例２では軸の除去率は
十分であるがＦｅ、　Ｎｉ、　Ｃｒの回収率が十分では
ない。これは適切なｐＨ範囲の下限からはずれた低い領
域までで中和を終了したためにＦｅ−Ｎｉ、　Ｃｒの全
量を沈殿できなかったためである。実施例３ではＦｅ、
　Ｎｉ、　Ｃｒの回収率は十分であるがＮｉの回収率は
低い。これは中和剤としてアンモニウムイオンの供給源
となるものを使用すればＮｉが可溶性のアミン錯イオン
を形成するためである。なお、混合物中のＣｒ含有量は
１％前後と絶対量は少ないが、ステンレス鋼などに添加
される希少金属であるＣｒを１００％回収できることは
意義深い。

（発明の効果）本発明は従来法に比べ、Ｎｉ鉱石からＦｅ、　Ｎｉ、　
Ｃｒの酸化物の混合物を１００％の回収率で得ることが
でき、しかもＭｇの混入も少なく、またＭｇＯとＣａＣ
Ｑ２を副産物として得ることができる。また装置も従来
の還元炉や電気炉のように高い温度で処理する必要がな
く、設備的、エネルギー的に有利な処理方法である。

第２表（単位％）

Claims

【特許請求の範囲】１、ケイ酸苦土ニッケル鉱石を塩酸で浸出し、ＳｉＯ＿
２を主成分とする浸出残渣とＮｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｇを
含む浸出液とに分離する工程（浸出工程）、ＳｉＯ＿２
除去後の浸出液に酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化カ
ルシウム（Ｃａ（ＯＨ）＿２）、石灰乳、あるいは炭酸
カルシウム（ＣａＣＯ＿３）の中和剤のうち１種または
２種以上を添加し、ｐＨを５．４〜７．５に調整するこ
とにより浸出液中のＮｉ、Ｆｅ、Ｃｒの全量を水酸化物
として沈澱凝集する工程（沈澱凝集工程）、沈澱凝集し
たＮｉ、Ｆｅ、Ｃｒの水酸化物を濾過によりＭｇ、Ｃａ
を含んだ塩化物水溶液から分離する工程（濾過工程）、
濾過により分離した前記沈澱物を乾燥焙焼することによ
りＮｉ、Ｆｅ、Ｃｒの酸化物の混合物を製造する工程（
乾燥焙焼工程）、上記のＭｇ、Ｃａを含んだ塩化物水溶
液にさらに上記中和剤を添加してｐＨを７．６〜１１．
５に調整してＭｇのみを水酸化物として沈澱させ、沈澱
した水酸化マグネシウムを濾過によりＣａの塩化物水溶
液と分離する工程（マグネシウム除去工程）、上記Ｃａ
の塩化物水溶液を乾燥焙焼することによりＣａＣｌ＿２
を副産物として製造する工程（Ｃａ回収工程）、分離し
た水酸化マグネシウムを乾燥焙焼してＭｇＯを副産物と
して製造する工程（Ｍｇ回収工程）よりなるケイ酸苦土
ニッケル鉱石の処理方法。２、請求項１に記載の方法であって、沈澱凝集工程を５
０℃〜９０℃で行なう方法。３、請求項２に記載の方法であって、濾過前に浸出液（
沈澱を含む）を室温近傍まで冷却する方法。