JPH04103728A - ケイ酸苦土ニッケル鉱石の処理方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は製鋼原料となる鉄、ニッケル、クロムの混合物
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は、乾燥、焙焼した鉱石
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、炭材やフラックス等の′ｒｌＮ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
鉱石中の不要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Ｍｇを
分離している。しかしこの方法では、Ｎｉの水不溶物は
Ｍｇの水不溶物中に含まれた形で存在するために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
る必要があるなどの問題がある。また、本出願人がすで
に特許出願した「ケイ酸苦土ニッケル鉱石の処理方法」
（特願平２−４４５１４）では中和剤として酸化カルシ
ウム、炭酸カルシウムなどのカルシウム化合物を用いて
いる。この方法では、まず塩酸浸出液をカルシウム化合
物で中和してＦｅ、　Ｎｉを沈澱除去した後、さらにカ
ルシウム化合物を添加し、Ｍｇを沈澱除去して塩化カル
シウム水溶液を得ている。しかしながら、この安定な塩
化カルシウムを分解して塩酸を回収することができない
などの問題点を有する。

これらの問題点を解決するための処理方法が望まれてい
る。

（問題解決に関する知見） 本発明者らは前述の問題を解決することを課題とし、課
題解決としてケイ酸苦土ニッケル鉱石を塩酸で浸出し、
鉱石中のＦｅ、　Ｎｉを完全に抽出し、この浸出液を濾
過してＳｉＯ□を除去した後、浸出液に酸化マグネシウ
ムを添加してｐｉ（を３．０〜６．５にしたところで沈
澱物を濾過した後、乾燥焙焼することにより目的となる
Ｆｅ、　Ｎｉ、　Ｃｒを高回収率で得られ、かつ塩酸が
容易に回収できることを知見した。

（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
ｉｎ、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（浸出濾過工程）、
Ｓｉｎ、除去後の浸出液に酸化マグネシウム、炭酸マグ
ネシウムの中和剤のうち１種または２種を添加してｐＨ
を３．０〜６．５に調整することにより浸出液中のＦｅ
、　Ｎｉ、　Ｃｒ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Ｆｅ、　Ｎｉ、　Ｃｒの
水酸化物を濾過により塩化マグネシウム水溶液から分離
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
塩化マグネシウム水溶液を乾燥、焙焼して塩酸を回収す
るとともに、酸化マグネシウムを再生する工程（塩酸回
収工程）よりなることを特徴とす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３．０〜６．５の間で本
発明の目的は達成されるが、その間で、Ｆｅイオンおよ
びＭｇイオン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℃以上で実
施するほうが好ましい。その場合には室温近傍まで冷却
したあと濾過を行うか、または濾材等をいためない５０
〜９０℃程度の温度で濾過するが、若干濾過性がよい後
者のほうが望ましい。

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Ｓｉｎ。

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挿入し
、好ましくは５０℃以上に加熱、攪拌し、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、　Ｃｒおよび阿ｇを含む浸出液と５ｉｎ
２を主成分とする浸出残渣を得る。ここで生じた浸出残
渣は周知の先行技術を応用して純度の高い５ｉｎ２粉を
副産物として製造することもできる。

沈澱凝集工程では、好ましくは５０℃以上に加熱した浸
出液に酸化マグネシウム、炭酸マグネシウムの中和剤の
うち１種または２種を添加して浸出液中のＦｅイオンあ
るいはＭｇイオン濃度に応じてｐ）Ｉを３．０〜６．５
の範囲内に調整することによって浸出液中のＮｉ、　Ｆ
ｅ、　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ＳｉＯ□除
去後の５０℃以上の塩酸浸出液に浸出液中のＦｅ、　Ｎ
ｉ、　Ｃｒの全量を水酸化物として沈澱してしまうに必
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ｐＦｌ値が３．０〜６．５の範囲内におさ
まるだけの量の酸化マグネシウム、炭酸マグネシウムの
中和剤のうち１種または２種を添加し、Ｆｅ、　Ｎｉ、
　Ｃｒの水酸化物を沈澱させる。ここで上記ｐｌ（値の
範囲内に調整することは、Ｎｊを１００％回収するため
にも、またＭｇの沈澱を抑制するためにも重要な要件で
ある。なお、中和剤としてはこれらのマグネシウム化合
物を主成分とするもの、例えばドロマイト、含マグネシ
ウム鉱物、サンゴ泥などでもよい。この沈澱凝集におい
て浸出液を５０℃以上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するために好
ましい。さらに、沈降性、濾過性のよい水酸化物を生成
するために、使用する酸化マグネシウムや炭酸マグネシ
ウムの粒度より若干大きいＦｅ、　Ｎｉの酸化物（本処
理法で製造した最終産物でよい）粒子を沈澱生成核とし
て添加すればなお好ましい。

濾過工程では沈澱凝集したＦｅ、　Ｎｉの水酸化物を主
成分とするケーキと塩化マグネシウム水溶液とに分離す
る。その手段としては、５０℃以上に加熱した浸出液（
沈澱物を含んだ塩化マグネシウム水溶液）温度を濾材等
をいためない５０〜９０℃程度の温度にして濾過分離す
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
塩化マグネシウム水溶液）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、本処理においては
、濾過に・おいて−船釣におこなわれている濾過物の洗
浄は省いてもよい。この場合、Ｆｅ、　Ｎｉの水酸化物
を主成分とするケーキ中にＭｇイオンを含んだ液が残り
、製造されるＦｅ、　Ｎｉの酸化物の混合物中にＭｇが
混入するが、その量は製鋼原料として差し支えない程度
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、　Ｎｉの水酸化物を主成分
とするケーキをロータリーキルン等で乾燥、焙焼してＦ
ｅ、　Ｎｉの酸化物の混合物を製造する。

塩酸回収工程では、濾過工程で分離した塩化マグネシウ
ム水溶液を乾燥、焙焼することにより塩酸を回収すると
共に酸化マグネシウムを副産物として製造することがで
きる。使用する焙焼炉は、流動層型でもよいし、ロータ
リーキルンのような回転炉でもよい。製造した酸化マグ
ネシウムの一部は沈澱凝集工程の中和剤として再利用す
ることができ、残部は精製、焼成して耐火物原料等に利
用することができる。

このように本処理法は、目的とするＦｅ、　Ｎｉ、　Ｃ
ｒの酸化物を高回収率で得ると共に、耐火物原料である
酸化マグネシウムを副産物として得ることができる。さ
らに浸出液として用いる塩酸も、中和剤として用いる酸
化マグネシウムも系内でリサイクルでき、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方法で
ある。

（発明の具体的開示） 次に実施例によって本発明を具体的に説明する。

本発明は実施例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５ｉｎ２
を除去した。次にＳｉｎ、除去後の浸出液（Ｆｅ　　：
　　０．５５ｍｏ＋２／ｆｆ、　　Ｎｉ　　：　　Ｏ，
１２ｍｏ（１／１２．　　Ｍｇ二Ｌし３ｍａｌｌ＃りに
酸化マグネシウム側ｇｏ）を添加し、空気をバブリング
しながら攪拌し、ｐＨ値を３．５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Ｆｅ
　：　４６．４％、　Ｎｉ　：　９．９２％、　Ｃｒ　
：　１．４８％。

Ｍｇ　：　６．１０％のＦｅ、　Ｎｉ酸化物の混合物を
得た。このときのＦｅの回収率は１００％、Ｎ１の回収
率は９８％であり、鉱石中のＭε量の９２％がＦｅ、　
Ｎｉ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と同じように浸呂
、濾過し、５ｉｎ２を分離した。次に５ｉｎ２除去後の
８０℃の浸出液に酸化マグネシウムを添加し、空気をバ
ブリングしながら撹拌し、ｐＨが６．４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、Ｆｅ
：４１．７％、Ｎｉ：９．５６％、Ｃｒ：１．４１％。

Ｍｇ　：　９．３４％のＦｅ、　Ｎｉ酸化物の混合物を
得た。このときＦｅ、　Ｎｉの回収率はいずれも１．０
０％であり、鉱石中のＭｇ量の８５％がＦｅ、　Ｎｉ混
合物から分離された。

また、濾過性は良好であった。濾液の塩化マグネシウム
水溶液はスプレードライヤーで乾燥後、竪型流動焙焼炉
で６００℃で焙焼して酸化マグネシウムを生成すると同
時に、発生ガスから塩酸を回収した。このときの塩酸回
収率は９９．９％であり、上工程の塩酸浸出に十分利用
できるものであった。

比較例１ 実施例１と同様な処理を行い、中和剤として酸化マグネ
シウムを用い、ｐＨ値を２．８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　
：　５１．６％、　Ｎｉ　：　５．２９％、　Ｃｒ：１
．４０％。

Ｍｇ　：　４．１２％のＦｅ、　Ｎｉ酸化物の混合物を
得た。このときＦｅの回収率は９０％、Ｎｉの回収率は
４１％であった。また鉱石中のＭｇ量の９５％がＦｅ、
　Ｎｉ混合物から分離された。

比較例２ 実施例１と同様な処理を行い、中和剤として酸化マグネ
シウムを用い、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　
：　３６．６％、　Ｎｉ　：　８．０２％、　Ｃｒ　：
　１．３２％。

Ｍｇ　：　１７．２９％のＦｅ、　Ｎｉ酸化物の混合物
を得た。このときＦｅ、　Ｎｉの回収率はともに１００
％であったが、Ｍｇの除去率は６９％と低かった。

第２表には本発明の実施例および比較例で得られたＦｅ
、　Ｎｉ混合物の化学成分と、それぞれの場合のＦｅ、
　Ｎｉ、　Ｃｒ回収率およびＭｇ除去率を示す。実施例
ではＦｅ、　Ｎｉ、　Ｃｒともに１００％近い回収率が
得られており、Ｍｇの除去率も８５％以上と高い。一方
比較例１ではＭｇ除去率は高いものの、Ｎｉの回収率は
非常に低い。これは適切なｐＨ範囲の下限からはずれた
ため、つまりＰＨの低い領域で中和を終了したために、
Ｎｉの全量を沈澱できなかったためである。

また、比較例２ではＮｉの回収率は１０（１％であるが
、Ｍｇの除去率が低い。これは適切なｐ）Ｉ範囲の上限
からはずれたため、つまりＭｇの沈澱を生じる高いｐＨ
領域まで中和したために、Ｆｅ、　Ｎｉ沈澱物へ水酸化
マグネシウムが混入したためと考えられる。

（発明の効果） 本発明の処理方法は、ケイ酸苦土ニッケル鉱石より目的
とするＦｅ、　Ｎｉ、　Ｃｒの酸化物を高回収率で得る
と共に、耐火物原料である酸化マグネシウムを副産物と
して得ることができる。さらに浸出液として用いる塩酸
も中和剤として用いる酸化マグネシウムも系内でリサイ
クルでき１．系外には無駄なものを一切廃棄しない非常
に優れた処理方法である。

特許出願人　日新Ｉ１１株式会社 代理人　弁理士松井政広（外１名）

Claims (1)

1. 【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（浸出濾過工程）、ＳｉＯ
   ＿２除去後の浸出液に酸化マグネシウム、炭酸マグネシ
   ウムの中和剤のうち１種または２種を添加してｐＨを３
   ．０〜６．５に調整することにより浸出液中のＮｉ、Ｆ
   ｅ、Ｃｒ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
   過により塩化マグネシウム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）、上記の塩化マグネシウム
   水溶液を乾燥、焙焼して塩酸を回収するとともに、酸化
   マグネシウムを再生する工程（塩酸回収工程）よりなる
   ことを特徴とす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℃以上で行うことを特徴とするケイ酸苦土ニッケル鉱
   石の処理方法。 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ことを特徴とする
   ケイ酸苦土ニッケル鉱石の処理方法。 ４、請求項１に記載の方法であって、再生した酸化マグ
   ネシウムを中和剤として再利用することを特徴とするケ
   イ酸苦土ニッケル鉱石の処理方法。