JPH05125464A

JPH05125464A - ケイ酸苦土ニツケル鉱石の処理方法

Info

Publication number: JPH05125464A
Application number: JP29656691A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Katayama; 賢一片山; Retsu Nagabayashi; 烈長林; Takashi Yamauchi; 隆山内
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1991-10-17
Filing date: 1991-10-17
Publication date: 1993-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】ケイ酸苦土ニッケル鉱石から複雑かつ高価な
設備を必要とせずに、金属ニッケルを含有する製鋼原料
を製造する。【構成】鉱石を塩酸で浸出しシリカを除去後、予備中
和を行いｐＨを０.１〜２.５とすることによって遊離
塩酸を中和するとともに濾過性の優れた鉄沈澱物を生成
し、鉄沈澱物を濾過後、浸出液と鉄材を湿式粉砕容器内
で加熱、加圧することなくニッケルの置換析出を行い、
鉄−ニッケル混合物(製鋼原料)を得るとともに、残液か
ら塩酸と酸化マグネシウムを回収してリサイクルする。【効果】従来濾過が困難であった鉄沈澱物の濾過を容
易にし、従来高温高圧を必要としたニッケルの置換析出
反応を常温常圧下で工業的に可能とし、ニッケル鉱石の
処理方法を経済的にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はステンレス鋼などのニッ
ケル含有合金の製鋼原料となる鉄、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。

【０００２】

【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するフェロニッケルの製
錬は、乾燥、か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。

【０００３】一方、湿式法では例えばニッケル鉱石を塩
酸等の鉱酸で浸出し、浸出液を中和することによって浸
出液中の有価金属を回収する方法を利用することは公知
である。例えば本出願者の一部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２−４
４５１４)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
鉄，ニッケルを沈澱除去した後、さらにカルシウム化合
物を添加し、マグネシウム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難しい、などの
問題点を有する。一方、塩酸回収が容易となるように、
酸化マグネシウム(ＭｇＯ)を中和剤として使用する方法
としては、米国特許第２４６８１０３号や、特開昭５０
−１１０９０１「超塩基性岩から金属を回収する方法」
や、特開昭５４−５８１６「含ニッケル酸化鉱石の処理
方法」などがあるが、鉱石中の鉄の量は多く濾過洗浄に
問題があるために鉄の全量を中和によって沈澱回収する
ことは工業化が困難である。そこで米国特許第２４６８
１０３号では、原料を鉄含有量の低いガーニエライト鉱
石に限定し、沈澱させる鉄の量をできるだけ少なくして
いる。また特開昭５４−５８１６「含ニッケル酸化鉱石
の処理方法」では鉄をメチルイソブチルケトンで抽出除
去した後、ＭｇＯで中和してニッケルを水酸化物として
沈澱回収している。このように工程の複雑化を犠牲に鉄
沈澱物に対する解決策がとられている。

【０００４】また、湿式法のもう一つとして、酸性溶液
中からイオン化ポテンシャルの差を利用して置換反応
(セメンテーション)によって目的とする金属を析出回収
する方法は公知である。一般にこの方法ではニッケルを
析出する場合には亜鉛を、銅を析出する場合には鉄を、
というようにイオン化ポテンシャルの差が大きいことが
必要である。しかし鉄とニッケルとの間のその差は小さ
いため、置換剤として一般的な鉄材を用いた場合には高
温高圧下で操業して反応速度を速める必要があり、設備
的にも操業技術的にも難しい欠点を持つ。例えばＮｉ鉱
石を硫酸で浸出した水溶液にスクラップ等の鉄材を高温
高圧下で反応させて鉄−ニッケルを得る方法が研究され
ているが、この方法では装置材料としてオートクレーブ
のような高温高圧下(１５０℃〜，３９ＭＰａ〜)で耐腐
食性を持つ高価な材料を必要とする欠点を有する。そこ
で本発明者らは、常温常圧で置換反応が可能な鉄材、す
なわち微細で比表面積の大きい活性な微細鉄粉を用いる
方法を先に出願した（特願平３−１４３９６５）。しか
しながら鉄鋼業において通常発生する鉄粉や粒鉄は、粗
粒であったり、微粒であっても表面が酸化したりして反
応性が劣り、そのままセメンテーション反応に使用する
ことはできなかった。

【０００５】

【問題を解決するための手段】本発明はこれらの問題点
にケイ酸苦土ニッケル鉱石を塩酸で浸出して得た浸出液
に鉄鋼業で発生する安価な鉄材をそのまま添加してニッ
ケルを置換析出する場合に鉄材添加に先だって、ニッケ
ルの置換析出反応性を向上させるために遊離酸を予備中
和してｐＨを０.１〜２.５とし、ニッケルと共存する鉄
(Ｆｅ³⁺)を除去することと、ニッケルの置換析出反応
を、湿式粉砕容器内で振動、攪拌しながら鉄材と浸出液
を反応させることによって解決した。予備中和して置換
析出反応性を向上できる理由は先の出願特許(特願平３
−１４３９６５)に記したように、ニッケルの析出反応
を妨害する還元反応(Ｆｅ³⁺→Ｆｅ²⁺や２Ｈ⁺→Ｈ₂)を抑
えることによるが、その他にｐＨ＝０.１〜２.５とし浸
出液中に若干の酸を残すことによって、セメンテーショ
ン反応時に鉄材の酸化表面を溶解除去して清浄な鉄表面
をつくることによる。また後者の湿式粉砕容器内で振
動、攪拌しながら鉄材と浸出液を反応させることも、鉄
材の粉砕により反応性の高い清浄な表面をつくると同時
にただちにセメンテーション反応が起きるような状況で
あるために、著しく反応を進行する効果がある。このよ
うに、置換析出反応に先だって適度な予備中和を行い、
その際発明者らがすでに出願した「ケイ酸苦土ニッケル
鉱石の処理方法（特願平３−５７８４５）」に示すよう
に、中和剤の添加方法等の条件を工夫することにより、
沈澱物の濾過洗浄工程で問題とならないような濾過性の
優れた沈澱物を生成し、さらに多少反応性の落ちる安価
な鉄材も効率よく使用できるように、置換析出反応を湿
式粉砕容器内で振動、攪拌しながら行うことを組み合わ
せた経済的な、効率的なＮｉ鉱石の処理方法を見出し
た。

【０００６】

【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、ＳiＯ₂を主成分とする浸出残渣を分離し（浸
出工程）、浸出残渣除去後の浸出液に中和剤として、酸
化マグネシウム（ＭｇＯ）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ
（ＯＨ)₂）、炭酸マグネシウム(ＭｇＣＯ₃）およびマグ
ネシア(ＭｇＯ)含有鉱物、またはこれらの中和剤をスラ
リー状にしたもの、のうち１種または２種以上を用い、
中和剤をＭｇ純分換算で、０.３７〜１.８８ｇ／分・リ
ットルの添加速度で添加してｐＨを０.１〜２.５とする
ことによって遊離塩酸を中和して濾過性の優れた鉄沈澱
物を生成し（予備中和工程）、この鉄沈澱物を濾過して
除去し(濾過工程)、鉄沈澱物を除去した浸出液と鉄材を
湿式粉砕容器に装入して振動攪拌することにより金属ニ
ッケルを置換析出させ、溶液から分離し(ニッケル回収
工程)、ニッケル回収後の溶液から空気酸化または中和
によりｐＨを３.５から７.５として鉄を沈澱させ、塩化
マグネシウム水溶液から濾過分離し(除鉄工程)、塩化マ
グネシウム水溶液を乾燥、焙焼して塩酸と酸化マグネシ
ウムを回収する(塩酸回収工程)ことからなることを特徴
とするケイ酸苦土ニッケル鉱石の処理方法を提供する。
本発明方法の実施において好ましい中和剤は酸化マグネ
シウム(ＭｇＯ）、水酸化マグネシウム(Ｍｇ(ＯＨ)₂)、
炭酸マグネシウム(ＭｇＣＯ₃)およびマグネシア(Ｍｇ
Ｏ)含有鉱物、またはこれらの中和剤をスラリー状にし
たもの、のうち１種または２種以上であり、予備中和工
程および除鉄工程では処理する水溶液の温度は好ましく
は５０℃以上に保持し、中和剤を徐添加して濾過、洗浄
性の優れた鉄沈澱物を生成する。本発明のニッケル回収
工程で用いる鉄材は、予備中和工程および除鉄工程で得
られた水酸化鉄を還元して得られたものが好ましいが、
その他一般的な鉄材であればどのようなものでも使用で
きる。また反応容器も特殊なものを必要とせず、容器内
が耐酸性である振動ミル，ボールミルなどの湿式粉砕容
器が使用できる。このような反応容器を用いることによ
り、ニッケルの回収工程において反応性の低い鉄材を用
いてもニッケルの置換析出反応を行うことができ、高い
ニッケル回収率が得られる。本発明法では塩酸回収工程
が得られ、酸化マグネシウムを中和に再利用することが
できる。また、予備中和で生成する鉄沈澱物も還元して
ニッケルの回収工程で使用することができる。

【０００７】本発明の方法において、浸出工程は塩酸に
より鉱石中の鉄、ニッケルを完全に浸出し、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℃以上に加熱、攪拌し、鉄，ニ
ッケルを完全に浸出した後、この浸出液を濾過する。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。こうして鉄，ニッケル、クロムおよび
マグネシウムを含む浸出液と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周知の選鉱技術を
応用して純度の高いＳiＯ₂粉を副産物として製造するこ
ともできる。

【０００８】予備中和工程は、常温でも進行するが、５
０℃以上で実施するほうが好ましい。その場合には室温
近傍まで冷却してから濾過を行うか、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、次のニ
ッケル回収工程での加熱エネルギーをできるだけ抑える
ためにも後者のほうが望ましい。予備中和工程では塩酸
浸出液濃度をＦｅ：０.３〜０.６モル／リットル、Ｎ
ｉ：０.０５〜０.２モル／リットル、Ｍｇ：１.０〜１.
７モル／リットルに調整することが望ましい。予備中和
工程では塩酸浸出液温度を５０℃以上に保持し、中和目
標値をｐＨ＝０．１〜２．５として中和剤を徐添加して
濾過、洗浄性の優れた鉄沈澱物を生成する。その手段と
しては前記ＳiＯ₂除去後の５０℃以上の塩酸浸出液の遊
離塩酸を中和しｐＨを浸出液濃度に応じて０.１〜２.５
の範囲になるように、しかも鉄の沈澱を徐々に生成させ
る添加速度で中和剤を添加し、鉄の水酸化物を沈澱成長
させ、濾過洗浄性の優れた沈澱物とする。望ましくはＭ
ｇ量基準で０.３７〜１.８８ｇ／分・リットル添加速度
で添加することが好ましい。ここで浸出液を５０℃以上
に加熱して行うことは、濾過の際に濾過性のよい沈澱物
が生成されるために好ましい。また、中和目標値のｐＨ
を上記の範囲内として完全に中和しないのは、次工程の
ニッケル回収工程でのニッケルの置換析出反応を効率良
く行うための重要な要件である。また、上記の中和剤の
添加速度で中和を行う理由は、添加速度を１.８８ｇ／
分・リットルより速くすれば沈澱物の生成速度が増し、
沈澱物粒子が微細となって濾過性が若干低下するからで
ある。さらに局部的にｐＨの高い領域を生じＮｉの共沈
が起こり、鉄の沈澱物をここで除去する場合には次工程
のニッケル回収工程での溶液中のニッケル濃度が薄くな
る。その結果ニッケル歩留りが低くなるからである。一
方、中和剤添加速度を０.３７g／分・リットルより遅く
しても、その結果沈澱物の性状に著しい効果はなく、た
だいたずらに予備中和工程での処理時間が長くなり生産
性を低くするからである。

【０００９】ニッケル回収工程では鉄材と浸出液を湿式
粉砕容器に装入して浸出液中のニッケルの１００％を置
換析出して金属ニッケルを回収する。その手段として
は、予備中和して鉄沈澱物を除去した溶液と、鉄材を湿
式粉砕容器に装入して振動、攪拌等により装入した鉄材
が粉砕されるような状況下でニッケルの置換析出を行
う。ここで溶液中に存在する若干のクロムも、析出ニッ
ケルを濾過、回収する際に沈澱物として鉄−ニッケル混
合物と一緒に回収される。添加する鉄材としては予備中
和工程および除鉄工程で発生する水酸化鉄を還元処理し
たものを用いることが望ましいが、その他に鉄鋼業にお
いて例えば酸洗廃液処理で生じる酸化鉄を還元して製造
した鉄、製鋼工場で発生する転炉ダストに含まれる鉄
粉、製鋼スラグから磁選して得られる粒鉄などを用いて
もよい。置換反応は鉄表面上で起こるため、ニッケルは
鉄の表面上に析出した形で得られる。化学量論的に過剰
の鉄材を添加すると未反応の鉄が残る。したがって、目
的とする金属ニッケルの品位は、添加する鉄材の量によ
って任意に変えることができ、任意のニッケル濃度の鉄
−ニッケル混合物を得ることが可能である。置換析出し
たニッケルおよび未反応の鉄材はフィルタープレス等に
よって濾過して塩化物水溶液から分離してもよいし、デ
カンテーションによって分離してもよい。こうして得ら
れた鉄−ニッケル混合物は乾燥してステンレス鋼等の製
鋼原料とする。望ましくは真空乾燥することが好まし
い。

【００１０】除鉄工程では、ニッケルおよび鉄を分離し
た後の鉄，マグネシウムを含有する塩化物水溶液から、
後工程での塩酸回収工程で純度の高い酸化マグネシウム
を得るために鉄等の不純物を除去する。その手段として
は水溶液を中和して鉄を沈澱除去するが、公知の方法、
例えば空気酸化によって鉄を沈澱除去することもでき
る。中和する場合は前記中和剤を用いて中和目標値をｐ
Ｈ＝３.５から７.５とし、望ましくは中和剤をＭｇ純分
換算で、０.３７〜１.８８ｇ／分・リットルの添加速度
で添加して濾過性の優れた沈澱物を得る。上記の中和目
標値にすることは、純度の高い塩化マグネシウム水溶液
および未溶解ＭｇＯ量の少ない鉄沈澱物を得るための重
要な要件である。また上記添加速度にすることは濾過性
の優れた沈澱物を得るだけではなく、未溶解ＭｇＯ量を
少なくして酸化マグネシウムの回収率（歩留り）を上げ
るためにも重要な要件である。沈澱物は濾過して不純物
の少ない塩化マグネシウム水溶液を得る。

【００１１】塩酸回収工程では塩化マグネシウム水溶液
をスプレードライヤー等で乾燥後、焙焼することにより
塩酸を回収するととも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。また乾燥と焙焼を同時に行う方法をとってもよい。
製造した酸化マグネシウムの一部は予備中和工程および
除鉄工程で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。
また、回収した塩酸も浸出工程にリサイクルして使用で
きる。

【００１２】

【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。

【００１３】実施例１

【表１】

【００１４】表１に示す組成のニッケル鉱石を８０メッ
シュ以下に粉砕し、８０℃の６規定塩酸で浸出し鉱石中
のＦｅ，Ｎｉを完全に抽出した。この浸出液を濾過して
ＳｉＯ²を除去した。次にＳｉＯ₂除去後の浸出液（Ｆ
ｅ：０.５５モル／リットル，Ｎｉ：０.１２モル／リッ
トル，Ｍｇ：１.２３モル／リットル）を８０℃に保持
し、予備中和を行った。予備中和では酸化マグネシウム
(ＭｇＯ）を２.５ｇ／分・リットル(Ｍｇ純分換算で１.
５１ｇ／分・リットル)の添加速度で添加してpＨ値を
１.０にした。このとき生成した鉄沈澱物の濾過および
洗浄はフィルタープレス式濾過機(濾過面積０.２１２ｍ
²／室×１６室)を用いて行い濾液と分離した。濾過に要
した時間は２３分／１０００リットルであり濾過性は良
好であった。次に濾液１０００リットルと転炉ダスト
(Ｆｅ含有量７０％）３５.７ｋｇを湿式粉砕器(振動ミ
ル)に装入して振動しながらニッケルの置換析出反応を
３０分間行った。析出したニッケルおよび末反応鉄はフ
ィルタープレスを用い、鉄含有塩化マグネシウム水溶液
から分離した。分離した析出ニッケルおよび鉄粉は真空
乾燥して製鋼原料とした。この時得られた製鋼原料は金
属ニッケル含有量が２６％の鉄−ニッケル混合物であっ
た。また、ニッケルの析出ニッケルとしての回収率は９
８.０％であった。一方、鉄含有塩化マグネシウム水溶
液は空気酸化によって鉄を沈澱除去した後スプレードラ
イヤーで乾燥後、竪型流動焙焼炉で８００℃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。この時の塩酸回収率は９４％であり、上
工程の塩酸浸出に十分使用できるものであった。ま
た、生成した酸化マグネシウムの純度は９８.０％であ
り、回収率は９６％であった。

【００１５】実施例２表１に示す組成のニッケル鉱石を８０メッシュ以下に粉
砕し、実施例１と同様な浸出、予備中和を実施例１で得
られた回収塩酸および酸化マグネシウムを用いて行い、
濾過も同様にフィルタープレス式濾過機（濾過面積０.
２１２ｍ²／室×１６室）を用いて濾液と分離した。濾
過に要した時間は２６分／１０００リットルであり濾過
性は良好であった。次に実施例１の予備中和で得られた
鉄沈澱物を乾燥、粉砕したものをロータリーキルンで還
元して鉄粉(粒径０.１〜５０μｍ）を得た。この鉄粉１
０ｋｇと上記濾液１０００リットルをボールミルに装入
してニッケルの置換析出を行った。置換析出反応はボー
ルミル内で振動、攪拌しながら鉄粉を粉砕しながら２０
分間行った。析出したニッケルおよび未反応鉄はシック
ナーでデカンテーションを用い、鉄−ニッケルスラリー
を鉄含有塩化マグネシウム水溶液から分離回収した。回
収したスラリーは真空乾燥して製鋼原料とした。この時
得られた製鋼原料は金属ニッケル含有量が６７％の鉄−
ニッケル混合物であった。また、析出ニッケルとしての
回収率は９８.６％であった。一方、鉄含有塩化マグネ
シウム水溶液にはさらに予備中和と同様に実施例１で回
収したＭｇＯを添加しｐＨを７.０とし、鉄を沈殿除去
した。鉄を除去した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、ロータリーキルンで８５０℃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。この時の塩酸回収率は９４％で
あり、上工程の塩酸浸出に十分使用できるものであっ
た。また、生成した酸化マグネシウムの純度は９９.８
％であり回収率は９４.５％であった。

【００１６】実施例３表１に示す組成のニッケル鉱石を８０メッシュ以下に粉
砕し、実施例１と同様な浸出、予備中和を行い、若干の
鉄沈澱物を生成した。ただし予備中和のｐＨ値は０.２
とした。次にこの鉄沈澱物をフィルタープレス式濾過機
で除去し(濾過時間３２分／１０００リットル）、この
濾液１０００リットルと鉄スクラップ２０ｋｇを湿式粉
砕器(ボールミル)に装入して６０分間粉砕し、置換析出
を行った。析出したニッケルおよび未反応スクラップは
デカンテーション後鉄含有塩化マグネシウム水溶液から
分離回収した。回収した鉄−ニッケル混合物は真空乾燥
して製鋼原料とした。この時得られた製鋼原料は金属ニ
ッケル含有量が４２％の鉄−ニッケル混合物であった。
また、鉱石からのニッケルの回収率は９９％であった。
一方、鉄含有塩化マグネシウム水溶液には中和剤(Ｍｇ
Ｏスラリー)を、Ｍｇ純分換算で０.４ｇ／分・リットル
の速度で添加しｐＨを７.２とし、鉄の沈澱物を生成し
た。これをフィルタープレス式濾過機(濾過面積０.２１
２ｍ²／室×１６室）を用いて濾過し、塩化マグネシウ
ム水溶液と分離した。濾過に要した時間は１５分／１０
００リットルであり濾過性は良好であった。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、ロータリ
ーキルンで８５０℃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。この時の
塩酸回収率は９４％であり、上工程の塩酸浸出に十分使
用できるものであった。また、生成した酸化マグネシウ
ムの純度は９９.８％と高いものであり、回収率は９５
％であった。

【００１７】比較例１実施例と同様に表１に示す組成のニッケル鉱石を８０メ
ッシュ以下に粉砕し、８０℃の６規定塩酸で浸出し鉱石
中のＦｅ，Ｎｉを完全に抽出した。この浸出液を濾過し
てＳiＯ₂を除去した。次にＳiＯ₂除去液の浸出液を８０
℃に保持し、予備中和を行った。予備中和では酸化マグ
ネシウム(ＭｇＯ)を上記浸出液１０００Ｌに対しＭｇＯ
粉を４８.３ｋｇ一度に投入、攪拌し、ｐＨを２.０とし
た。このとき生成した沈澱物の濾過はフィルタープレス
式濾過機（濾過面積０.２１２ｍ² ／室×１６室）を用い
て行い濾液と分離した。濾過性は悪く、完全に脱水する
ことは困難であったので７３０リットル濾過した時点
(１８０分で)濾過をストップした。濾過ケーキ(濾過残
渣)は乾燥、焙焼して鉄−ニッケル−マグネシウムの混
合酸化物(製鋼原料)とした。次に鉄スクラップ２５ｋｇ
を上記濾液７３０リットルに浸漬し攪拌してスクラップ
を粉砕することなくニッケルの置換析出反応を６０分間
行った。次に鉄スクラップを塩化マグネシウム水溶液か
ら分離回収した。この時得られた鉄スクラップは微量の
金属ニッケルを含有した鉄−ニッケル混合物であった。
また、析出ニッケルとしての回収率はわずか５.０％で
あった。この後、鉄含有塩化マグネシウム水溶液を実施
例１と同様な処理を行い酸化マグネシウムと塩酸を回収
したが、予備中和物の濾過工程でロスした量が多く、耐
火物原料としての酸化マグネシウムの回収率は７１％と
低い値であった。生成した酸化マグネシウムの純度は９
８.０％であった。

【００１８】比較例２比較例１と同様な処理を行った。ただし予備中和を行わ
ずに浸出液１０００リットルと実施例１で使用した鉄材
(転炉ダスト)２５ｋｇを湿式粉砕器(振動ミル)に装入し
た３０分間粉砕しながらニッケルを置換析出させた。析
出したニッケルおよび未反応鉄はフィルタープレスを用
い、鉄含有塩化マグネシウム水溶液から分離した。得ら
れた鉄−ニッケル混合物のニッケル濃度は３９％であっ
たが、析出ニッケルとしての回収率は４１％と非常に低
かった。この後、鉄含有塩化マグネシウム水溶液に中和
剤(ＭｇＯスラリー）を、Ｍｇ純分換算で０.４ｇ／分・
リットルの速度で添加しｐＨを７.０とし、多量の鉄沈
澱物を生成した。これをフィルタープレスで濾過後、比
較例２と同様な処理を行い、酸化マグネシウムと塩酸を
回収した。塩酸回収率は９５％、酸化マグネシウムの回
収率は９４％であった。

【００１９】比較例３実施例１と同様に処理を行った。ただし予備中和工程で
は予備中和に酸化マグネシウム(ＭｇＯ)を２.５ｇ／分
・リットル（Ｍｇで純分換算で１.４５ｇ／分・リット
ル)の添加速度で添加してｐＨ値を４.０にした。このと
き生成した沈澱物の濾過および洗浄はフィルタープレス
式濾過機（濾過面積０.２１２ｍ²／室×１６室）を用い
て行い濾液と分離した。濾過に要した時間は２９分／１
０００リットルであり濾過性は良好であった。濾液１０
００リットルと実施例１で使用した鉄材(転炉ダスト)１
０ｋｇを湿式粉砕器(振動ミル)装入し、３０分間ニッケ
ルを置換析出させた。析出したニッケルおよび鉄はフィ
ルタープレスを用い、鉄含有塩化マグネシウム水溶液か
ら分離した。分離した析出ニッケルおよび鉄粉は真空乾
燥して製鋼原料とした。この時得られた製鋼原料は金属
ニッケル含有量が４３％の鉄−ニッケル混合物であっ
た。また、析出ニッケルとしての回収率は６５％と低か
った。この後、鉄含有塩化マグネシウム水溶液を実施例
１と同様に酸化マグネシウムを添加し、ｐＨを７.７と
して、鉄を沈澱除去した。塩化マグネシウム水溶液は
乾燥、焙焼を行い、酸化マグネシウムと塩酸を回収し
た。塩酸回収率は９５％、酸化マグネシウムの回収率は
７２％であった。酸化マグネシウムの純度は９９.９％
と高かった。

【００２０】表２には本発明の実施例および比較例での
処理条件と結果を示す。実施例１および実施例２では予
備中和沈澱物の濾過性は良好であるが、比較例１では実
施例の約７倍の濾過時間を要し、かなり濾過性が悪いこ
とがわかる。これは予備中和での中和剤を徐添加せずに
一度に添加したために沈澱物生成速度が増し、細かい沈
澱物が多く生じ、濾材の目詰まりを起こしたためと考え
られる。その結果完全な脱水、すなわち濾液である塩化
マグネシウム水溶液の回収が十分でなく酸化マグネシウ
ムの回収率が実施例と比べ低い結果となったと考えられ
る。また比較例１ではニッケル回収率が非常に低い結果
となった。これはニッケルの置換析出反応が、装入した
鉄材が粉砕されるような状況下で行われなかったためと
考えられる。比較例２では予備中和を行わなかったため
にニッケルの置換析出反応性が著しく低下し、十分にニ
ッケルを回収できなかった。また、比較例３では予備中
和のｐＨ値が適切な範囲よりも高かったために予備中和
時の鉄沈澱物中にニッケルを共沈し、析出ニッケルとし
ての回収率が低かった。さらに除鉄工程でのｐＨ値も適
切な範囲よりも高かったために副産物の酸化マグネシウ
ム純度は高かったが、回収率が低下する結果となったと
考えられる。

【００２１】

【表２】 ※１析出ニッケルとしての回収率 ※２鉱石中の量と中和剤として添加した量からの回収
率

【００２２】

【発明の効果】本発明の処理方法は、ケイ酸苦土ニッケ
ル鉱石を塩酸で浸出し、浸出液から中和と置換析出反応
によりニッケルを回収する方法において、中和の条件を
工夫することにより従来困難であった鉄沈澱物の濾過を
容易にすると同時に、次工程のニッケルの析出反応効率
を上げ、また湿式粉砕容器を使用することにより、従来
高温高圧を必要としたニッケルの置換析出に、常温常圧
下でも一般的な鉄材の使用を可能とした。これにより、
ニッケル鉱石の処理を従来のように複雑で高価な設備を
必要とせず、経済的、効率的にすることができる。ま
た、本発明により得られる製鋼原料はニッケル含有率を
任意に変えることができ有用であり、副産物として耐火
物原料も得ることができる。さらに使用する塩酸、中和
剤も系内でリサイクルでき、系外には廃棄するものがな
い環境問題的にも優れた処理方法である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山内隆山口県新南陽市野村南町4976番地日新製鋼株式会社鉄鋼研究所ステンレス・高合金研究部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケイ酸苦土ニッケル鉱石を塩酸で浸出
し、ＳｉＯ₂を主成分とする浸出残渣を分離し（浸出工
程）、浸出残渣除去後の浸出液に中和剤として、酸化マ
グネシウム（ＭｇＯ）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ(Ｏ
Ｈ)₂)、炭酸マグネシウム(ＭｇＣＯ₃)およびマグネシア
(ＭｇＯ）含有鉱物、またはこれらの中和剤をスラリー
状にしたもの、のうち１種または２種以上を用い、中和
剤をＭｇ純分換算で、０.３７〜１.８８ｇ／分・リット
ルの添加速度で添加してpＨを０.１〜２．５とすること
によって遊離塩酸を中和して濾過性の優れた鉄沈澱物を
生成し（予備中和工程）、この鉄沈澱物を濾過して除去
し（濾過工程）、鉄沈澱物を除去した浸出液と鉄材を湿
式粉砕容器に装入して振動、攪拌することにより金属ニ
ッケルを置換析出させ、溶液から分離し（ニッケル回収
工程）、ニッケル回収後の溶液から空気酸化または中和
によりｐＨを３.５から７.５として鉄を沈澱させ、塩化
マグネシウム水溶液から濾過分離し（除鉄工程）、塩化
マグネシウム水溶液を乾燥、焙焼して塩酸と酸化マグネ
シウムを回収する(塩酸回収工程)ことからなるケイ酸苦
土ニッケル鉱石の処理方法。
【請求項２】予備中和工程および除鉄工程で処理する
水溶液の温度を５０℃以上に保持する請求項１に記載の
方法。
【請求項３】ニッケル回収工程で鉄材として、予備中
和工程および除鉄工程で得られた水酸化鉄を還元して製
造した鉄、鉄鋼業で発生する鉄粉、粒鉄または鉄スクラ
ップのうち１種または２種以上を用いてニッケルの置換
析出を行う請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】塩酸回収工程で回収した塩酸を塩酸浸出
工程に、酸化マグネシウムを予備中和工程および除鉄工
程にリサイクルして使用する請求項１、２または３に記
載の方法。