KR20130076555A - Method for recovering ferronickel from nickel ore - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A ferronickel collecting method from a nickel (Ni) ore is provided to minimize the use of an expensive high purity hydrogen and to reduce energy consumption by using a process for preheating ore and a pre-reducing process. CONSTITUTION: A ferronickel collecting method from a nickel ore comprises the following steps. A nickel (Ni) reducing ore for leaching with 50-92% of the iron (Fe) reducing ratio is converted into slurry by mixing the nickel reducing ore with water. A solution which contains Ni ions is obtained by making Ni and Fe to be dissolved from a Ni-reducing ore for leaching after injecting acid into the slurry. The Ni-reducing ore for leaching which has 70-96% of the Fe reducing ratio is injected into the solution which includes the Ni ions, and the injected Ni reducing ore for leaching is replaced with the Ni ions in the solution which contains the Ni ions to extract ferronickel. The reducing ore for leaching is reduced by passing through the pre-reducing step and the main reducing step.

Description

니켈 광석으로부터 페로니켈 회수 방법{Method for Recovering Ferronickel from Nickel Ore}Method for Recovering Ferronickel from Nickel Ore}

본 발명은 니켈광석으로부터 페로니켈을 습식공정에 의해 효율적으로 회수할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for efficiently recovering ferronickel from a nickel ore by a wet process.

니켈 및 철을 함유하는 광석은 리모나이트(limonite), 사프로라이트(saprolite)와 같은 광석이 있으며, 이들 광석은 부동태적 특성을 지니므로 산에 대한 저항성이 커서 산에 대한 용해 반응이 느리다. 따라서 효과적으로 니켈을 침출하기 위한 방법으로, 고온 고압 하의 오토클레이브(autoclave)에서 산에 용해하여 니켈을 회수하는 방법들이 제시되어 있으며, 이를 'HPAL(High Pressure Acid Leaching)법'이라 부른다.
Ore containing nickel and iron includes ores such as limonite and saprolite, and these ores have passivation properties, so they are resistant to acids and are slow to dissolve in acids. As a method for effectively leaching nickel, there have been proposed methods for recovering nickel by dissolving in an acid in an autoclave under high temperature and high pressure, which is called 'HPAL (High Pressure Acid Leaching) method'.

니켈 침출 반응을 상온에서 행하는 경우에는, 수 개월 이상 침출을 행하여도 니켈 회수율이 85% 정도를 넘지 않으나, HPAL법을 사용하면 2시간 이내에 90% 이상의 니켈 침출이 가능하여 니켈 함유광석으로부터의 니켈 습식 제련의 대표적인 방법이라 할 수 있다.
When the nickel leaching reaction is performed at room temperature, the nickel recovery rate does not exceed 85% even after leaching for several months or more.However, the HPAL method enables 90% or more of nickel leaching within 2 hours. It is a representative method of smelting.

이와 같은 HPAL 법에 의한 니켈 회수에 대한 기술로는, 한국공개특허공보 제2007-7020915호, 일본공개특허공보 제2010-031341호 등을 들 수 있다. 그러나 HPAL법은 오토클레이브의 고온 고압 하에서 수행하여야 하며, 산성이 강하여 타이타늄 재질에 대해서만 주로 사용이 가능한 것으로 알려져 있으며, 이에 따라 설비비가 매우 높고 유지 보수비가 많이 든다는 단점이 있다. 또한, 니켈 농축에 고가의 침전제인 가성소다를 사용하거나 H2S와 같은 환경 유해성 침전제를 사용하여야 하므로, 이를 처리하기 위한 설비 비용 등이 높아진다는 문제점이 있다.
Examples of techniques for recovering nickel by the HPAL method include Korean Patent Laid-Open Publication No. 2007-7020915 and Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2010-031341. However, HPAL method should be carried out under the high temperature and high pressure of the autoclave, and it is known that it can be mainly used only for the titanium material due to its strong acidity, and thus has the disadvantage of very high equipment cost and high maintenance cost. In addition, since a caustic soda, which is an expensive precipitant, or an environmentally hazardous precipitant such as H 2 S must be used for nickel concentration, there is a problem in that a facility cost for treating this is increased.

한편, 본 발명자들은 한국공개특허공보 제2009-0031321호에서 니켈 함유 원료를 수소 환원한 후 산 침출하여 니켈을 회수하는 방법을 제시하였다. 상기 특허문헌의 기술은, 석유화학 탈황 폐 촉매에서 V, Mo를 회수하고 남은 잔사를 산으로 처리하여 잔사 중의 알칼리 원소를 제거하는 단계, 상기 알칼리 원소가 제거된 잔사를 건조한 후 환원성 분위기에서 600-1300℃의 온도 범위에서 열처리하여 잔사 내에 산화물 형태로 존재하는 Ni과 Fe를 금속으로 환원 처리하는 단계, 상기 단계에서 얻어진 환원산물을 산으로 침출하여 철과 니켈을 선택적으로 용해하는 단계; 상기 용액을 여과하여 침출된 니켈과 철 이온 함유 용액을 얻는 단계, 상기 Ni과 Fe 이온 함유 용액을 알칼리로 중화하여 Fe,Ni 수산화물로 만드는 단계, 상기 단계에서 얻어진 산물을 여과 후 건조하여 Fe 및 Ni 함유 원료를 얻는 단계를 포함하는 석유화학 탈황 폐촉매 재활용 잔사로부터의 철 니켈 함유 원료의 제조방법을 개시하고 있다.
On the other hand, the present inventors have proposed a method of recovering nickel by acid leaching after reducing the nickel-containing raw material in Korean Patent Publication No. 2009-0031321. The technique of the patent document is to recover V, Mo from the petrochemical desulfurization waste catalyst and to remove the alkali element in the residue by treating the remaining residue with an acid, drying the residue from which the alkali element is removed 600- in a reducing atmosphere Heat treating at a temperature in the range of 1300 ° C. to reduce Ni and Fe present in the form of an oxide in the residue with a metal, and leaching the reduced product obtained in the step with an acid to selectively dissolve iron and nickel; Filtering the solution to obtain a leached nickel and iron ion-containing solution, neutralizing the Ni and Fe ion-containing solution into alkali to form Fe, Ni hydroxide, and filtering and drying the product obtained in the step to produce Fe and Ni Disclosed is a method for producing iron nickel-containing raw material from a petrochemical desulfurization waste catalyst recycling residue comprising the step of obtaining the containing raw material.

그러나, 상기 방법을 적용하여 리모나이트 니켈 광석을 침출할 때, 고속 침출은 가능하였으나, 리모나이트 광석은 철 함량이 높고 니켈 함량이 낮아, 산 용해에 의해 니켈을 침출할 때, Fe이 상대적으로 많이 침출되는 반면, 니켈은 소량 침출되어, 상기 침출물로부터 철과 니켈을 분리하기가 어려운 문제점이 있었다. However, when leaching limonite nickel ore using the above method, high-speed leaching is possible, but limonite ore has a high iron content and a low nickel content, and when leaching nickel by acid dissolution, Fe is relatively high. While leached, nickel is leached in small amounts, which makes it difficult to separate iron and nickel from the leachate.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 에너지 절감과 고가의 고순도 수소 사용의 단점을 극복하기 위하여 광석의 예열과 예비 환원 공정을 통해 고가의 고순도 수소 사용을 최소화하고, 에너지 소모량을 절감할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.
According to one embodiment of the present invention, to minimize the use of expensive high-purity hydrogen through the preheating and preliminary reduction process of ore in order to overcome the disadvantages of energy saving and expensive high-purity hydrogen, and to reduce the energy consumption To provide.

나아가, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 니켈 습식 제련에 있어서 페로니켈 회수를 최적화시킬 수 있도록 침출용 환원광과 석출용 환원광을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.Furthermore, according to one embodiment of the present invention, to provide a method for producing a leaching ore and precipitation reducing ore to optimize the ferronickel recovery in nickel smelting.

본 발명은 니켈 광석으로부터 페로니켈을 회수하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 제1 구현예에 따르면, 철의 환원율이 50 내지 92%인 침출용 니켈 환원광을 물에 혼합하여 슬러리화하는 슬러리화 단계; 상기 슬러리에 산을 투입하여 상기 침출용 니켈 환원광으로부터 니켈 및 철을 용해하여 니켈이온 함유 용액을 얻는 침출 단계; 및 상기 니켈이온 함유 용액에 철의 환원율이 70-96%인 석출용 니켈 환원광을 투입하여 니켈 이온 함유 용액 내의 니켈 이온을 상기 투입된 석출용 니켈 환원광의 금속 철과 치환하여 페로니켈로 석출하는 석출 단계를 포함하는 니켈 광석으로부터 페로니켈을 회수하는 방법을 제공한다.The present invention relates to a method for recovering ferronickel from nickel ore. According to a first embodiment of the present invention, a slurry for mixing and slurrying a leaching nickel reducing ore having a reduction rate of iron of 50 to 92% in water is slurryed. step; Leaching step of adding an acid to the slurry to dissolve nickel and iron from the leaching nickel reducing ore to obtain a nickel ion-containing solution; And depositing nickel reduction ore having a reduction rate of 70-96% of iron in the nickel ion-containing solution, and replacing nickel ions in the nickel ion-containing solution with metal iron of the introduced nickel reduction ore to precipitate as ferronickel. It provides a method for recovering ferronickel from nickel ore comprising the step.

본 발명의 제2 구현예에 따르면, 상기 침출용 니켈 환원광은 니켈 광석을 450-600℃에서 수소함유 가스로 예비 환원하여 예비 환원광을 얻는 예비 환원 단계; 및 상기 예비 환원 단계에서 얻어진 예비 환원광을 600-950℃에서 수소함유 가스로 주 환원하여 환원광을 얻는 주 환원 단계를 포함하는 방법에 의해 환원될 수 있다.According to a second embodiment of the present invention, the leaching nickel reduction ore is a preliminary reduction step of preliminarily reducing the nickel ore with hydrogen-containing gas at 450-600 ℃; And it may be reduced by a method comprising a main reduction step of obtaining a reduced ore by reducing the preliminary reduced ore obtained in the preliminary reduction step with a hydrogen-containing gas at 600-950 ℃.

본 발명의 제3 구현예에 따르면, 상기 석출용 니켈 환원광은 니켈 광석을 500-700℃에서 수소함유 가스로 예비 환원하는 예비 환원 단계; 및 상기 예비 환원 단계에서 얻어진 예비 환원광을 700-1050℃에서 수소함유 가스로 주 환원하는 주 환원 단계를 포함하는 방법에 의해 환원될 수 있다.According to the third embodiment of the present invention, the precipitation nickel reduction ore is a preliminary reduction step of preliminarily reducing nickel ore with hydrogen-containing gas at 500-700 ° C .; And a main reduction step of main reduction of the preliminary reduction ore obtained in the preliminary reduction step into a hydrogen-containing gas at 700-1050 ° C.

본 발명의 제4 구현예에 따르면, 각각의 상기 예비 환원 단계의 수소함유 가스는 COG 또는 LNG 개질 가스 또는 질소 및 수소의 혼합가스일 수 있다.According to a fourth embodiment of the present invention, the hydrogen-containing gas in each of the preliminary reduction steps may be a COG or LNG reformed gas or a mixed gas of nitrogen and hydrogen.

본 발명의 일 구현예에 의해, 니켈 광석을 환원함에 있어서 예비환원단계를 포함함으로써 광석의 환원 공정에 있어서 에너지 소모량을 절감할 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, by including a pre-reduction step in reducing the nickel ore it is possible to reduce the energy consumption in the reduction process of the ore.

나아가, 본 발명의 일 구현예에 의해 예비환원단계에서 저급의 수소 함유 가스를 환원가스로 사용할 수 있어, 고가의 수소 사용량을 절감할 수 있다.
Furthermore, according to one embodiment of the present invention, a lower hydrogen-containing gas may be used as a reducing gas in a preliminary reduction step, thereby reducing the amount of expensive hydrogen used.

또한, 본 발명의 일 구현예에 의해 환원광을 니켈의 습식 제련 공정 중의 산 침출 단계에 사용되는 침출용 환원광과 니켈의 치환 석출을 위한 석출용 환원광을 별도로 준비함으로써 페로니켈의 회수율을 보다 향상시킬 수 있다.In addition, the recovery of ferronickel is prepared by separately preparing the reduced ore for the leaching ore used for the acid leaching step in the wet smelting process of nickel and the precipitation ore for the precipitation of the nickel for substitution precipitation according to one embodiment of the present invention. Can be improved.

본 발명은 니켈광석으로부터 습식법에 의해 니켈을 페로니켈 형태로 회수하는 방법에 관한 것으로서, 이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
The present invention relates to a method for recovering nickel in a ferronickel form by a wet method from nickel ore, and the present invention will be described in detail below.

니켈 및 철을 함유하는 원료로부터 니켈 농축물을 산 용해하고, 니켈 이온의 치환 석출에 의해 니켈을 페로니켈 형태로 회수함에 있어서, 니켈 농도가 적고, 철 농도가 높아, 니켈을 침출할 때 철이 상대적으로 많이 침출되는 반면, 니켈은 소량 침출되어 철과 니켈의 분리가 어려운 경우에 본 발명이 보다 적합하게 적용될 수 있다.
When nickel concentrate is acid-dissolved from a raw material containing nickel and iron, and nickel is recovered in the form of ferronickel by substitution precipitation of nickel ions, the nickel concentration is low and the iron concentration is high. While leaching a lot, nickel may be leached in small amounts, so that the present invention may be more suitably applied when it is difficult to separate iron and nickel.

본 발명을 적용할 수 있는 니켈 철 함유 원료는 특별히 한정하지 않는 것으로서, 니켈과 철을 함유하고 있는 것이라면 적용할 수 있으며, 바람직하게는 니켈 광석, 예를 들어, 리모나이트, 사프로라이트와 같은 니켈 광석을 들 수 있다. 니켈 광석은 광석 종류에 따라 차이가 있지만, 보통 Ni 1-2.5%, Fe 15-55%의 함량을 가지며, 이중, 리모나이트 광석은 니켈 농도가 1-1.8%로 적고, 철 농도는 30-55%로 높다. 본 발명은 이와 같은 상대적으로 니켈 함량이 적은 리모나이트로부터 니켈을 회수함에 있어서도 효과적으로 적용될 수 있다.
The nickel-iron-containing raw material to which the present invention can be applied is not particularly limited, and any nickel-iron-containing raw material can be applied as long as it contains nickel and iron, and preferably nickel ore, for example, nickel such as limonite and sapolite Ore. Nickel ore has a content of Ni 1-2.5% and Fe 15-55%, though the amount varies depending on the type of ore. In the case of limonite ores, the nickel concentration is as low as 1-1.8% and the iron concentration is 30-55 %. The present invention can also be effectively applied to recovering nickel from such a relatively low nickel content limbite.

상기 니켈 광석으로부터 니켈을 회수함에 있어서는, 다음에 기재되는 환원공정에서 광석이 효과적으로 환원될 수 있도록 하기 위해, 필요에 따라 전처리 공정을 거칠 수 있다. 이러한 전처리 공정으로는, 건조, 분쇄 및 소성 단계를 포함하는 것으로서, 이하, 전처리 단계에 대하여 구체적으로 설명한다.
In recovering nickel from the nickel ore, the ore may be subjected to a pretreatment step as necessary in order to effectively reduce the ore in the reduction step described below. Such a pretreatment step includes a drying step, a pulverizing step and a baking step. Hereinafter, the pretreatment step will be described in detail.

니켈 회수를 위해 사용되는 원료 물질인 니켈 광석은 효율적인 환원 공정을 수행하기 위해 미립화된 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 니켈 광석은 미리 소정 입도 범위로 분쇄하는 것이 바람직하다.
Nickel ore, which is a raw material used for nickel recovery, preferably uses atomized powder to perform an efficient reduction process. Therefore, it is preferable to grind nickel ore into predetermined particle size range previously.

이때, 상기 니켈 광석은 일반적으로 약 30 내지 40%의 부착수와 약 10% 내외의 결정수를 포함하고 있는데, 이러한 부착수를 함유하는 상태에서 분쇄하는 경우에는 분쇄 효율이 저하하게 되며, 또한, 니켈 광석을 소성한 후에 분쇄하는 경우에는 고열로 인해 분쇄 설비에 부하를 초래하게 될 우려가 있다. 따라서, 니켈 광석을 미립자로 분쇄하기 전에 건조하는 것이 바람직하다. 상기 니켈 광석에 대한 건조 공정을 수행함에 있어서 니켈 광석 내의 부착수가 증발할 수 있는 조건이라면 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어, 100 내지 200℃의 온도범위로 가열하여 수행할 수 있다.
At this time, the nickel ore generally contains about 30 to 40% of the number of adhered water and about 10% of the crystal water. When the nickel ore is pulverized, the grinding efficiency is lowered. In the case of pulverizing the nickel ore after firing, there is a risk of causing a load on the crushing equipment due to high heat. Therefore, it is preferable to dry the nickel ore before pulverizing the nickel ore into fine particles. There is no particular limitation on the condition that the adhesion water in the nickel ore can be evaporated in performing the drying process for the nickel ore. For example, the heating may be performed at a temperature ranging from 100 to 200 ° C.

상기 니켈 광석을 건조한 후에는 니켈 광석의 환원 효율을 위해 분쇄하는 단계를 거칠 수 있다. 상기 분쇄의 경우, 반드시 이에 한정하는 것은 아니지만, 니켈 광석의 입자 사이즈를 1㎜ 이하로 분쇄하는 것이 환원 및 침출 효율 향상을 위해 바람직하다. 분쇄된 광석의 입도가 작을수록 환원 및 침출 효율의 향상 효과를 도모할 수 있으므로, 그 분쇄된 입자 사이즈의 하한은 특별히 한정하지 않는다. 다만, 10㎛보다 작은 입자사이즈의 분말을 얻기 위해서는 분쇄공정을 필요 이상으로 장시간 내지 복수 회 수행하여야 하는바, 10㎛ 이상인 분말을 사용하는 것이 바람직하다.
After drying the nickel ore may be subjected to a step of grinding for the reduction efficiency of the nickel ore. In the case of the above-mentioned grinding | pulverization, it is not necessarily limited to this, It is preferable to grind | pulverize the particle size of nickel ore to 1 mm or less for the reduction and leaching efficiency improvement. The lower the particle size of the pulverized ore is, the smaller the particle size of the pulverized ore is, so that the reduction and leaching efficiency can be improved. However, in order to obtain a powder having a particle size smaller than 10 μm, the grinding process must be performed for a long time or more than a plurality of times, and it is preferable to use a powder of 10 μm or more.

한편, 니켈 철 함유 원료에 포함된 결정수는 상기의 건조과정에서는 제거되지 않는다. 이러한 결정수는 니켈 철 함유 원료의 환원 반응시 환원 공정에서 광석 내에 포함된 결정수가 수분으로 방출되는데, 이러한 수분은 환원 반응을 느리게 하여 반응 효율을 저하시키는 요인으로 작용하게 된다. 따라서, 이러한 결정수를 제거한 후에 환원 처리하는 것이 바람직하다. 이와 같은 결정수를 제거하기 위해, 니켈 철 함유 원료를 소성하는 것이 바람직하다.
On the other hand, the crystal water contained in the nickel iron-containing raw material is not removed in the drying process. The crystallized water is released as the water of crystallization contained in the ore in the reduction process during the reduction reaction of the nickel iron-containing raw material, this water is to act as a factor to slow the reduction reaction to reduce the reaction efficiency. Therefore, it is preferable to perform the reduction treatment after removing the crystal water. In order to remove such crystallized water, it is preferable to fire a nickel iron containing raw material.

니켈 광석, 특히, 리모나이트 광석은 약 250℃ 이상의 온도에서 결정수를 방출하는 특성이 있다. 따라서, 상기 분쇄공정에서 얻어진 니켈 철 함유 원료 분말을 250-450℃ 범위에서 소성 처리함으로써 원료 물질에 포함된 결정수를 효과적으로 제거할 수 있다.
Nickel ore, especially limonite ore, has the property of releasing crystal water at a temperature of about 250 ° C. or more. Therefore, by calcining the nickel iron-containing raw material powder obtained in the grinding step in the range of 250-450 ° C., the crystal water contained in the raw material can be effectively removed.

광석 내의 결정수를 제거하기 위해 소성된 소성광은 소성시의 소성 온도에 따른 현열을 가지므로, 이를 냉각하지 않고 환원과정에 바로 투입하면 환원을 위한 온도로 가열하는데 요구되는 에너지를 절약할 수 있다.
Since the calcined ore calcined to remove the crystal water in the ore has sensible heat according to the calcining temperature at the time of calcining, it is possible to save energy required for heating to the temperature for reduction if it is directly put into the reduction process without cooling. .

본 발명의 일 구현예에 있어서, 환원은 예비 환원 및 주 환원 단계로 나누어 수행하는 것이 바람직하다. 이와 같이 예비 환원 단계를 거친 후에 주 환원 단계에 의해 니켈 광석을 환원함으로써 에너지 소모량을 줄일 수 있고, 특히, 예비 환원 단계에서는 환원가스를 저가의 수소 함유 혼합 가스를 사용할 수 있어, 공정에 소요되는 비용의 절감을 도모할 수 있다.
In one embodiment of the invention, the reduction is preferably carried out divided into a preliminary reduction and a main reduction step. In this way, the energy consumption can be reduced by reducing the nickel ore by the main reduction step after the preliminary reduction step. In particular, in the preliminary reduction step, the reducing gas can be used as a low-cost hydrogen-containing mixed gas, thereby reducing the cost of the process. Can be reduced.

소성된 니켈광에 대하여 수소를 환원가스로 사용할 때의 환원 반응을 반응식으로 나타내면 다음 식 (1)과 표현될 수 있다.The reduction reaction when hydrogen is used as the reducing gas for the calcined nickel ore can be expressed by the following equation (1).

Figure pat00001

Figure pat00001

한편, 니켈 광석으로부터 습식 제련에 의해 페로니켈을 회수하는 경우에 있어서 이와 같은 환원광은 산으로 용해하여 니켈 이온을 침출하는 공정에 적용됨은 물론, 침출된 니켈 이온으로부터 니켈을 금속으로 석출 회수하는 공정에도 사용된다.
On the other hand, in the case of recovering ferronickel by wet smelting from nickel ore, such reduced ore is applied to a process of leaching nickel ions by dissolving with an acid and of depositing and recovering nickel from the leached nickel ions as a metal. Also used for.

따라서, 이하, 침출용 환원광 및 석출용 환원광으로 구분하여 예비 환원 및 주 환원 공정에 대하여 각각 설명한다.
Therefore, hereinafter, the preliminary reduction and main reduction processes will be described separately by dividing into reduced leaching or reducing ore.

먼저, 예비 환원공정에 대하여 설명한다.
First, the preliminary reduction step will be described.

상기 환원된 니켈 광은 염산 또는 황산 등의 산을 사용하여 광석으로부터 니켈 및 철을 이온으로 침출시키고, 이를 석출하여 페로니켈 금속으로 회수된다. 상기 침출 공정에 있어서, 예를 들어, 염산을 사용하여 상기 니켈 환원광을 침출하는 반응을 반응식으로 나타내면 다음 반응식 (2)와 같이 표현될 수 있다.The reduced nickel ore leaches nickel and iron into ions from the ore using an acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid, and precipitates it to be recovered as ferronickel metal. In the leaching process, for example, the reaction of leaching the nickel reduced ore using hydrochloric acid can be represented by the following reaction formula (2).

Figure pat00002

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상기 식 (2)로부터 알 수 있는 바와 같이, 니켈광석을 환원하는데 4몰의 수소가 필요하고, 환원광의 침출 반응으로 3몰의 수소가 회수될 수 있다. 이때, 1몰의 수소는 회수되지 않는데, 원료인 니켈 광석 중에 포함된 Fe2O3가 3가의 철이어서 금속으로 환원되기 전에 Fe3O4, FeO와 같은 환원광으로 환원되어 물이 생성된다.
As can be seen from the above formula (2), 4 mol of hydrogen is required to reduce the nickel ore, and 3 mol of hydrogen can be recovered by the leaching reaction of the reduced ore. At this time, one mole of hydrogen is not recovered, but Fe 2 O 3 contained in the raw material nickel ore is trivalent iron and is reduced to reducing ore such as Fe 3 O 4 and FeO before being reduced to metal to generate water.

즉, 반응식 (1)에 있어서 상기 Fe2O3의 환원 반응을 반응식으로 나타내면 다음 식 (3)과 같이 표현될 수 있다.That is, when the reduction reaction of Fe 2 O 3 in the reaction formula (1) is represented by the reaction formula can be expressed as the following formula (3).

Figure pat00003

Figure pat00003

한편, 상기 식 (3)을 환원 단계별로 나누어 다시 나타내면, 다음 반응식 (4) 내지 (6)과 같이 표현될 수 있다.On the other hand, if the formula (3) is divided again by the reduction step, it can be expressed as the following reaction formula (4) to (6).

Figure pat00004
Figure pat00004

Figure pat00005
Figure pat00005

Figure pat00006

Figure pat00006

이와 같이, 상기 반응식 (6)에 의해 금속 Fe가 생성되며, 산에 의한 침출 반응시 수소가 발생된다. 그러나, 상기 반응식 (4) 및 (5)에 의해서는 2가의 Fe를 포함하는 산화물은 산에 의해 철이 침출되지만, 수소 가스는 생성하지 않는다.
As such, the metal Fe is generated by the reaction formula (6), and hydrogen is generated during the leaching reaction with an acid. However, according to the reaction formulas (4) and (5), the oxide containing divalent Fe is leached by iron, but no hydrogen gas is produced.

따라서, 반응식 (4) 및 (5)의 반응에서 침출 반응시 수소 회수가 불가능하므로 상기 예비 환원은 수소를 함유한 저가의 혼합 환원 가스를 사용하여 수행하는 것이 고가의 수소 함유 가스 사용을 줄일 수 있어 바람직하다. 이러한 저가의 수소 함유 가스로는, 예를 들어, 철광석 제련 공정에서 발생하는 COG(Cokes Oven Gas, 수소 50% 이상 함유)나 메탄 수소 개질 반응에서 발생하는 수소함유 가스(수소 65% 이상 함유)를 사용할 수 있다.
Therefore, since hydrogen recovery is not possible during the leaching reaction in the reactions of the reaction formulas (4) and (5), the preliminary reduction may be performed using a low-cost mixed reducing gas containing hydrogen, thereby reducing the use of expensive hydrogen-containing gas. desirable. As such a low-cost hydrogen-containing gas, for example, COG (Cokes Oven Gas, containing 50% or more of hydrogen) generated in an iron ore smelting process or hydrogen-containing gas (containing 65% or more of hydrogen) generated in a methane hydrogen reforming reaction can be used. Can be.

또한, 이와 같은 예비 환원은 주 환원 공정의 환원온도에 비하여 비교적 낮은 온도에서 수행할 수 있어 바람직하다. 상기 예비 환원은 침출용 환원광 제조에 있어서는 450-600℃에서 로 내에 환원가스를 투입함으로써 수행할 수 있다. 한편, 석출용 환원광을 제조함에 있어서는 500 내지 700℃의 온도범위에서 로 내에 환원가스를 투입함으로써 수행할 수 있다. 이에 의해 약 30% 이상의 환원율로 철을 환원할 수 있다.
In addition, such a preliminary reduction is preferable because it can be carried out at a relatively low temperature compared to the reduction temperature of the main reduction process. The preliminary reduction may be performed by introducing a reducing gas into the furnace at 450-600 ° C. in the production of reduced ore for leaching. On the other hand, in preparing the reduced ore for precipitation can be carried out by introducing a reducing gas into the furnace in the temperature range of 500 to 700 ℃. Thereby, iron can be reduced at a reduction rate of about 30% or more.

상기와 같은 예비 환원을 마친 환원 광에 대하여 주 환원 공정을 수행한다. 이때, 주 환원에서 사용하는 환원가스로는 수소를 들 수 있으며, 상기 수소 환원 가스에는 시스템 퍼지를 위해 질소 가스가 함께 투입될 수 있다. 수소를 환원가스로 사용하는 경우에는 니켈의 회수 공정 중, 특히 니켈 침출공정에서 수소가 발생되는바, 수소를 회수하여 환원가스로 재활용할 수 있어 바람직하다.
A main reduction process is performed on the reduced light that has undergone such preliminary reduction. At this time, the reducing gas used in the main reduction may be hydrogen, nitrogen gas may be added to the hydrogen reduction gas for the system purge. In the case where hydrogen is used as the reducing gas, hydrogen is generated during the nickel recovery process, in particular, in the leaching of nickel, which is preferable because hydrogen can be recovered and recycled into the reducing gas.

주 환원공정에 있어서, 침출용 환원광 제조에 대하여 먼저 설명한다.
In the main reduction step, the production of reduced ore for leaching will first be described.

먼저, 침출용 환원광을 제조함에 있어서, 주 환원 공정은 600-950℃에서 고순도 수소 함유 가스를 사용하여 수행할 수 있다. 600℃ 미만에서 주 환원 공정을 수행하는 경우에는 철 환원율을 50% 이상으로 얻기가 곤란하다. 열역학적으로 니켈은 철에 비하여 환원이 용이하며, 니켈 광석에 대하여 많은 환원 실험을 한 결과, 니켈 광석 중의 철 환원율이 50%를 넘으면 니켈 광석 중의 니켈은 철에 비하여 환원이 용이하게 진행되어 금속으로 되므로, 니켈이 금속으로 환원될 수 있다. 그러므로, 산에 의한 침출 공정을 수행할 경우 니켈 금속을 용해할 수 있어 니켈의 양호한 침출율을 확보할 수 있다. 따라서, 침출용 환원광을 제조함에 있어서는 니켈 광석을 600℃ 이상의 온도에서 주 환원반응을 수행하는 것이 바람직하다.
First, in preparing the leaching ore, the main reduction process may be performed using a high purity hydrogen-containing gas at 600-950 ℃. When the main reduction process is carried out below 600 ° C, it is difficult to obtain iron reduction rate of 50% or more. In terms of thermodynamics, nickel is easier to reduce than iron, and as a result of many reduction experiments on nickel ore, when the reduction rate of iron in nickel ore exceeds 50%, nickel in nickel ore proceeds to be reduced more easily than iron, so it becomes a metal. , Nickel may be reduced to the metal. Therefore, the nickel metal can be dissolved when the acid leaching process is performed to ensure a good leaching rate of nickel. Therefore, in preparing the leaching ore, it is preferable to perform the main reduction reaction of nickel ore at a temperature of 600 ° C or higher.

한편, 니켈광의 환원을 950℃를 초과하는 온도에서 수행하는 경우에는 니켈 침출율의 추가적인 상승을 기대하기 어렵고, 오히려 니켈 침출율 저하를 초래할 수 있다. 즉, 고온에서 환원공정을 수행하는 경우에는 보다 높은 철의 환원율을 얻을 수는 있으나, 환원광의 활성이 오히려 저하되는 경향을 보이며, 이로 인해 니켈의 침출율이 저하될 수 있다. 나아가, 에너지 효율 측면에서도 950℃를 초과하지 않는 것이 보다 바람직하다.
On the other hand, when the reduction of the nickel ore is performed at a temperature exceeding 950 ℃, it is difficult to expect further increase in the nickel leaching rate, rather it may lead to a decrease in nickel leaching rate. In other words, when the reduction process is performed at a high temperature, it is possible to obtain a higher reduction rate of iron, but the activity of the reduced ore tends to be lowered, which may lower the leaching rate of nickel. Furthermore, it is more preferable not to exceed 950 degreeC also from an energy efficiency viewpoint.

이와 같이, 침출용 환원광을 제조함에 있어서는 철 환원율이 50-92%에 이르도록 600 내지 950℃의 온도범위에서 수행하는 것이 바람직하다. 이렇게 환원된 니켈 환원광을 염산으로 침출하면, 2시간 이내에 90% 이상의 회수율로 광석 중의 니켈을 이온으로 용해할 수 있다.
As such, in preparing the leaching ore, it is preferable to carry out at a temperature range of 600 to 950 ° C. such that the iron reduction rate reaches 50-92%. When the reduced nickel reduced ore is leached with hydrochloric acid, nickel in the ore can be dissolved into ions at a recovery rate of 90% or more within 2 hours.

한편, 니켈광으로부터 습식 제련하여 니켈을 회수하는 경우에 있어서, 니켈광석의 환원광은 다음 식 (7)과 같은 니켈 석출 공정에도 적용된다.On the other hand, in the case of recovering nickel by wet smelting from nickel ore, the reduced light of nickel ore is also applied to a nickel precipitation process as in the following formula (7).

Figure pat00007

Figure pat00007

상기 반응식 (7)의 원리는 철과 니켈의 자연 전위차로 인한 것으로서, 아래 반응식과 같은 전지반응에 의해 일어난다. The principle of Scheme (7) is due to the natural potential difference between iron and nickel, and occurs by a battery reaction as shown in the following scheme.

양극 반응(Anodic Reaction):

Figure pat00008
Figure pat00009
Anodic Reaction:
Figure pat00008
Figure pat00009

음극 반응(Cathodic Reaction):

Figure pat00010
Figure pat00011
Cathodic Reaction:
Figure pat00010
Figure pat00011

전체 반응(Over all Reaction):

Figure pat00012
Figure pat00013

Over all Reaction:
Figure pat00012
Figure pat00013

즉, 철 및 니켈의 이온 함유 용액 중의 니켈과 환원 원료의 철 사이의 자연 전위차에 의한 전지가 형성되어, 환원 원료의 양극 사이트에서는 철의 산화에 의한 용해반응이 진행되고, 환원 원료의 음극 사이트에서는 철 및 니켈의 이온 함유 용액 중의 니켈 이온이 환원되어 석출되는 반응이 진행된다.
That is, a battery is formed by a natural potential difference between nickel in the ion-containing solution of iron and nickel and iron in the reducing raw material, and a dissolution reaction by oxidation of iron proceeds at the anode site of the reducing raw material, and at the negative electrode site of the reducing raw material. The reaction in which nickel ions in the ion-containing solution of iron and nickel are reduced to precipitate proceeds.

상기 반응식 (7)로부터 알 수 있는 바와 같이, 석출용으로 사용되는 환원광은 철이 금속으로 존재하여야 침출 공정에서 산에 의해 용해된 니켈 이온을 금속으로 치환 석출시키기에 유리함을 알 수 있다.
As can be seen from the reaction formula (7), it can be seen that the reduced ore used for the precipitation is advantageous to substitute and precipitate nickel ions dissolved by an acid in the leaching process only when iron is present as a metal.

이와 같은 석출용 환원광을 제조함에 있어서는 주 환원반응의 온도를 철 환원율이 70% 미만인 경우에는 치환 석출에 의한 니켈 금속의 회수율이 급격히 저하하므로, 석출용 환원광 제조 시에는 철 환원율을 70% 이상이 되도록 조절하는 것이 바람직하다. 한편, 철 환원율이 96%를 초과하는 경우에는 치환 석출에 의한 니켈의 회수율 증가가 미미하고, 소결 등이 심하게 일어나 오히려 니켈의 석출 효율을 저하시킬 수 있기 때문에 환원율은 96% 이하가 되도록 하는 것이 좋다.
In the production of such reduced ore for precipitation, if the iron reduction rate is less than 70% in the temperature of the main reduction reaction, the recovery rate of nickel metal due to substitutional precipitation is sharply lowered. It is preferable to adjust so that. On the other hand, when the iron reduction rate exceeds 96%, the recovery rate of nickel due to substitution precipitation is insignificant, and sintering, etc., may occur severely, which may lower the precipitation efficiency of nickel. Therefore, the reduction rate should be 96% or less. .

상기와 같은 범위의 철 환원율을 갖는 환원광을 얻기 위해, 예비 환원된 니켈 광을 700 내지 950℃의 온도범위에서 주 환원반응을 수행하는 것이 바람직하다. 즉, 700℃ 미만의 온도에서 주 환원반응을 수행하는 경우에는 70% 미만의 철 환원율이 얻어질 뿐이어서 저조한 니켈 석출 회수율이 얻어져 목적으로 하는 페로니켈 금속의 생성율이 낮으며, 1050℃에서 주 환원반응을 수행하는 경우에는 높은 환원율이 얻어지나, 950℃ 대비 석출 효율이 상대적으로 낮아지는 경향을 나타낸다. 한편, 1050℃를 초과하는 온도에서 환원하면 환원율은 상승하나, 석출율이 더 이상 증가되지 않으므로 석출용 환원광 제조시는 1050℃ 이하에서 환원하는 것이 바람직하다.
In order to obtain a reduced ore having the iron reduction rate in the above range, it is preferable to perform the main reduction reaction in the pre-reduced nickel light in the temperature range of 700 to 950 ℃. That is, when the main reduction reaction is carried out at a temperature of less than 700 ℃, only iron reduction of less than 70% is obtained, the poor recovery of nickel precipitation is obtained, the production rate of the target ferronickel metal is low, the main at 1050 ℃ When the reduction reaction is performed, a high reduction rate is obtained, but the precipitation efficiency is relatively lower than that of 950 ° C. On the other hand, if the reduction at a temperature exceeding 1050 ℃ the reduction rate is increased, but the precipitation rate does not increase any more, it is preferable to reduce at 1050 ℃ or less during the production of reduced ore for precipitation.

이와 같이 니켈 광석을 침출용 환원광을 얻기 위한 방법으로 환원한 후, 상기 얻어진 침출용 환원광을 무산소 상태에서 슬러리화하고, 상기 얻어진 슬러리에 염산 또는 황산을 첨가함으로써 상기 반응식 (2)에 기재된 바와 같은 침출반응을 수행할 수 있다.
Thus, after reducing nickel ore by the method for obtaining a leaching ore, the obtained leaching ore is slurried in an anoxic state, and hydrochloric acid or sulfuric acid is added to the slurry obtained as described in the reaction formula (2). The same leaching reaction can be carried out.

이와 같은 산 용해 반응 중 수용액 내에 환원된 금속이 존재하면 산화환원전위(Oxygen Reduction Potential, ORP)가 - 값을 나타내다가, 금속이 산에 완전히 용해되면 ORP가 0으로 된 후 +값으로 바뀌게 된다. 그러므로, ORP가 0 이상이 되면 산 용해 반응을 중단시킬 수 있어, ORP를 측정함으로써 산 용해 반응의 종료 시점을 확인할 수 있다.
When the reduced metal is present in the aqueous solution during the acid dissolution reaction, the Oxygen Reduction Potential (ORP) shows a-value. When the metal is completely dissolved in the acid, the ORP becomes 0 and then changes to a + value. Therefore, when the ORP is 0 or more, the acid dissociation reaction can be stopped, and the end point of the acid dissociation reaction can be confirmed by measuring the ORP.

한편, 니켈 철 함유 원료에 함유되어 있던 Al2O3, SiO2, Cr2O3 등은 산에 의한 용해가 거의 일어나지 않아 고상의 잔사로 얻어진다. 따라서, 침출 단계에 의해 얻어진 니켈 이온 함유 용액과 상기 고상의 잔사는 여과에 의한 분리가 매우 용이하여, 필터프레스, 디캔터(decanter) 등의 고액분리기로 분리함으로써 니켈 이온 함유 용액을 얻을 수 있다.
On the other hand, Al 2 O 3 , SiO 2 , and Cr 2 O 3 contained in the nickel-iron-containing raw material hardly dissolve by the acid, and are obtained as solid phase residues. Therefore, the nickel ion-containing solution obtained by the leaching step and the residue of the solid phase are very easy to be separated by filtration, so that the nickel-ion-containing solution can be obtained by separating with a solid-liquid separator such as a filter press or a decanter.

다음으로, 철 및 니켈의 이온 함유 용액에 상기 식 (7)의 반응에서 용해된 철 및 니켈의 이온을 금속으로 석출하는 단계를 포함한다. 상기 철 및 니켈의 이온의 석출은 상기 석출용 환원광을 제조하는 방법에 따라 얻어진 석출용 환원광을 투입하여 수행할 수 있다.
Next, a step of depositing ions of iron and nickel dissolved in the reaction of formula (7) in the ion-containing solution of iron and nickel as a metal. Precipitation of the iron and nickel ions may be performed by inputting the reduced ore for precipitation obtained according to the method for producing the reduced ore for the precipitation.

상기 석출용 환원광은 전체 페로니켈 회수 공정에 사용되는 원료의 함량, 즉, 침출용 환원 원료와 석출용 환원 원료의 전체 중량에 대하여 10 내지 40중량%의 범위로 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
The precipitation ore may be used in the range of 10 to 40% by weight relative to the total weight of the raw material used in the entire ferronickel recovery process, that is, the total weight of the leaching reducing material and the precipitation reducing material, but is not limited thereto. It is not.

실시예Example

이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명의 일 예에 관한 것으로서, 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. The following examples relate to an example of the present invention, but the present invention is not limited thereto.

실시예 1Example 1

니켈 1중량% 및 철 29중량%로 포함하는 리모나이트 니켈 광석을 로터리 킬른로를 사용하여 광석 온도 약 150℃에서 1시간 동안 유지하여 광석 내에 부착된 수분을 제거한 후, 슈퍼밀에 의해 분쇄하여 평균 입도 800㎛의 분말을 얻었다.
Limonite nickel ore containing 1% by weight of nickel and 29% by weight of iron was kept at an ore temperature of about 150 ° C. for 1 hour using a rotary kiln to remove moisture adhered to the ore, and then crushed by a super mill to average. A powder having a particle size of 800 µm was obtained.

상기 분쇄된 광석을 300℃로 유지된 소성 로에 투입하여 1시간 동안 소성하여 결정수를 제거하였다.
The crushed ore was put into a calcination furnace maintained at 300 ° C. and calcined for 1 hour to remove crystal water.

상기 소성된 니켈 광을 소성 로에서 배출하여 곧바로 산소가 차단된 로터리 킬른 환원 로에 투입한 후, 수소 가스를 투입되는 철의 몰수의 3배의 수소 가스를 주입하여 550℃에서 1시간 동안 예비 환원 반응을 수행하였다.
The calcined nickel ore was discharged from the kiln and immediately introduced into a rotary kiln reduction furnace where oxygen was blocked, followed by preliminary reduction reaction at 550 ° C. for 1 hour by injecting hydrogen gas three times as many moles of iron as hydrogen. Was performed.

이때 환원 가스는 예비 환원 가스로서 수소 51부피%를 함유하는 COG 가스, 수소 65부피%를 함유하는 LNG 개질 가스(LNG reforming gas) 및 질소와 수소가 29부피%와 71부피%로 혼합된 가스를 각각 사용하였다.
At this time, the reducing gas includes a COG gas containing 51% by volume of hydrogen as a preliminary reducing gas, an LNG reforming gas containing 65% by volume of hydrogen, and a gas containing 29% by volume and 71% by volume of nitrogen and hydrogen. Each was used.

이때, 예비 환원 시작 1시간 후에 환원광의 환원율을 조사하였다. 그 결과, 철 환원율이 각각 30%, 33% 및 35%임을 확인하였다.
At this time, the reduction rate of reduced ore was investigated 1 hour after the start of the preliminary reduction. As a result, it was confirmed that the iron reduction rate is 30%, 33% and 35%, respectively.

이로부터, 수소 함량이 높은 질소와 수소가 혼합된 가스를 사용한 경우에 철 환원율이 다소 높음을 알 수 있다. 그러나, COG 가스와 LNG 가스를 사용한 경우에도 30% 이상의 철 환원율이 얻어짐을 알 수 있는바, 저급의 환원가스를 사용하더라도 예비 환원으로 얻고자 하는 효과는 충분히 달성됨을 확인할 수 있었다.
From this, it can be seen that the iron reduction rate is somewhat higher when using a gas mixed with nitrogen and hydrogen having a high hydrogen content. However, even when using COG gas and LNG gas, it can be seen that the iron reduction rate of 30% or more is obtained. Even when using a low-grade reducing gas, it was confirmed that the effect to obtain by preliminary reduction is sufficiently achieved.

실시예 2Example 2

실시예 1과 동일한 방법 및 조건으로 니켈 광석을 분쇄하여 평균 입도 800㎛의 니켈 광석 분말을 얻고 소성하였다.
Nickel ore was pulverized in the same manner and in the same manner as in Example 1 to obtain nickel ore powder having an average particle size of 800 µm and fired.

상기 소성된 니켈 광을 소성 로에서 배출하여 곧바로 무산소 상태의 로터리 킬른 환원 로에 투입한 후, 실시예 1의 질소와 수소가 29부피%와 71부피%로 혼합된 혼합가스를 환원 가스로 주입한 경우와 동일하게 550℃에서 1시간 동안 예비 환원 반응을 수행하였다.
When the calcined nickel light is discharged from the kiln and immediately put into the rotary kiln reduction furnace in an anoxic state, when a mixed gas of nitrogen and hydrogen of Example 1 mixed at 29% by volume and 71% by volume is injected as a reducing gas. In the same manner as in the pre-reduction reaction for 1 hour at 550 ℃.

상기 예비 환원 처리된 환원광을 연속적으로 99.99%의 고순도 수소를 철의 몰수의 2배의 수소 가스를 주입하여 사용하여 표 1에 기재된 바와 같이 환원온도를 달리하면서 침출용 환원광과 석출용 환원광을 각각 제조하였다.
The preliminarily reduced reduced ore was continuously injected with 99.99% high-purity hydrogen by injecting hydrogen gas twice the number of moles of iron, and the reducing temperature for leaching and the reduced ore for precipitation as shown in Table 1 were changed. Was prepared respectively.

상기 제조된 환원광을 질소 가스로 충진된 무산소 상태의 탱크에서 냉각한 후, 상기 환원광 200g을 물 200㎖에 혼합하여 슬러리화하였다.
The prepared reduced ore was cooled in an anoxic tank filled with nitrogen gas, and then 200 g of the reduced ore was mixed with 200 ml of water and slurried.

상기 제조된 슬러리에 농도 20% 농도의 첨가하여 1리터의 용액을 제조하고 상온에서 교반하여 침출반응을 수행하였다. 침출반응 시작 후 40분 후에 산화환원전위가 -에서 +로 변화됨을 확인하고 침출 반응을 중단하였다. 상기 슬러리로부터 고형분을 분리하여 니켈 용액을 얻었다.
A solution of 1 liter was prepared by adding a concentration of 20% to the prepared slurry, followed by stirring at room temperature to perform a leaching reaction. After 40 minutes from the start of the leaching reaction, the redox potential was changed from-to + and the leaching reaction was stopped. Solid content was separated from the slurry to obtain a nickel solution.

침출용 환원광을 염산으로 침출하여 침출된 니켈 용액을 ICP로 분석하여 침출 회수율을 구하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
Leaching reduced ore was leached with hydrochloric acid, and the leached nickel solution was analyzed by ICP to obtain a leaching recovery rate. The results are shown in Table 1.

한편, 니켈이 4g/리터 녹은 산용해 용액에 환원온도를 달리하여 얻은 석출용 환원광을 투여하여 니켈 석출 회수율을 ICP로 분석하여 석출 회수율을 구하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
On the other hand, the precipitated recovery ore obtained by varying the reduction temperature in an acid dissolution solution in which 4 g / liter of melted nickel was administered, and the nickel recovery rate was analyzed by ICP to determine the precipitation recovery rate. The results are shown in Table 1.

용도Usage 환원온도(℃)Reduction temperature (캜) 환원율Reduction rate 니켈 침출 회수율(%)Nickel Leaching Recovery (%) 니켈 석출회수율(%)Nickel precipitation recovery rate (%) 비교예 1Comparative Example 1 침출용Leaching 550550 3535 5656 발명예 1Inventory 1 침출용Leaching 650650 5555 9090 발명예 2Inventory 2 침출용Leaching 750750 7474 9696 발명예 3Inventory 3 침출용Leaching 850850 8888 9898 발명예 4Honorable 4 침출용Leaching 950950 9292 9696 비교예 2Comparative Example 2 석출용For precipitation 650650 5555 6464 발명예 5Inventory 5 석출용For precipitation 750750 7474 9191 발명예 6Inventory 6 석출용For precipitation 850850 8888 9494 발명예 7Honorable 7 석출용For precipitation 950950 9292 9595 발명예 8Honors 8 석출용For precipitation 10501050 9696 9494

상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예 1의 경우에는 환원온도가 낮음으로 인해 환원율이 35%로 낮고, 이로 인해 니켈의 침출 회수율이 낮은 결과를 보여준다. 반면, 발명예 1 내지 4의 경우에는 환원율이 50%를 넘는 환원 결과를 보여주며, 이러한 환원광을 침출용으로 사용함으로 인해 니켈 침출 회수율이 90% 이상의 높은 결과를 보여준다.
As can be seen from Table 1, in the case of Comparative Example 1, the reduction rate is low as 35% due to the low reduction temperature, thereby showing a low leaching recovery rate of nickel. On the other hand, in the case of Inventive Examples 1 to 4 shows a reduction result of more than 50%, the use of this reduced ore for leaching shows a high result of 90% or more nickel leaching recovery.

다만, 환원 온도가 950℃인 발명예 4의 경우에는 발명예 3에 비하여 환원율이 높음에도 불구하고, 니켈 침출 회수율이 낮아지는 경향을 나타내고 있다. 따라서, 이보다 높은 온도에서 환원반응을 수행하는 경우에는 니켈 침출 회수율이 저하할 것으로 예상된다.
However, in the case of Inventive Example 4 having a reduction temperature of 950 ° C., although the reduction rate is higher than that of Inventive Example 3, nickel leaching recovery rate tends to be lowered. Therefore, nickel leaching recovery is expected to decrease when the reduction reaction is performed at a higher temperature.

한편, 발명예 5 내지 8로부터 알 수 있는 바와 같이 석출용 환원광으로서 700℃ 이상의 온도에서 환원된 환원한 경우에는 70% 이상의 높은 Fe 환원율을 나타냄을 알 수 있고, 이러한 환원광을 사용하여 니켈의 석출반응에 사용한 경우에는 니켈의 석출 회수율이 90% 이상의 높은 결과를 보여줌을 알 수 있다. 그러나, 비교예 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 환원온도가 700℃ 미만에서 니켈광을 환원한 경우에는 낮은 Fe 환원율을 나타내고, 이에 의해 낮은 니켈 석출율이 얻어지는 결과를 보여준다.
On the other hand, as can be seen from Inventive Examples 5 to 8, when the reduction was reduced at a temperature of 700 ° C. or higher as the precipitation reducing light, a high Fe reduction rate of 70% or more was observed. When used in the precipitation reaction, it can be seen that the precipitation recovery rate of nickel shows a high result of 90% or more. However, as can be seen from Comparative Example 2, when the nickel temperature is reduced at a reduction temperature of less than 700 ° C, a low Fe reduction rate is shown, whereby a low nickel precipitation rate is obtained.

한편, 발명예 8의 결과로부터, 석출용 환원광 제조를 위한 환원온도가 높아짐에 따라 환원율은 높아지나, 니켈의 석출 회수율이 낮아지는 경향을 보이는바, 이보다 높은 온도에서 니켈광을 환원하여 석출용 환원광으로 사용할 경우, 니켈의 석출 회수율이 오히려 저하할 것임을 알 수 있다.On the other hand, from the results of the invention example 8, as the reduction temperature for the production of the reduced ore for precipitation increases, the reduction rate increases, but the precipitation recovery rate of nickel tends to be lowered. When used as reduced ore, it can be seen that the precipitation recovery rate of nickel will decrease rather.

Claims (4)

철의 환원율이 50 내지 92%인 침출용 니켈 환원광을 물에 혼합하여 슬러리화하는 슬러리화 단계;
상기 슬러리에 산을 투입하여 상기 침출용 니켈 환원광으로부터 니켈 및 철을 용해하여 니켈이온 함유 용액을 얻는 침출 단계; 및
상기 니켈이온 함유 용액에 철의 환원율이 70-96%인 석출용 니켈 환원광을 투입하여 니켈 이온 함유 용액 내의 니켈 이온을 상기 투입된 석출용 니켈 환원광의 금속 철과 치환하여 페로니켈로 석출하는 석출 단계
를 포함하는 니켈 광석으로부터 페로니켈을 회수하는 방법.
A slurrying step of slurrying a leaching nickel reducing ore having a reduction rate of iron of 50 to 92% in water;
Leaching step of adding an acid to the slurry to dissolve nickel and iron from the leaching nickel reducing ore to obtain a nickel ion-containing solution; And
Precipitation step of depositing nickel ions in the nickel ion-containing solution by replacing the nickel ions in the nickel ions containing solution with metal iron of the deposited nickel reduction ore by depositing ferronickel with a reduction rate of 70-96% of iron in the nickel ion-containing solution.
A method for recovering ferronickel from nickel ore comprising a.
제 1항에 있어서, 상기 침출용 니켈 환원광은
니켈 광석을 450-600℃에서 수소함유 가스로 예비 환원하여 예비 환원광을 얻는 예비 환원 단계; 및
상기 예비 환원 단계에서 얻어진 예비 환원광을 600-950℃에서 수소함유 가스로 주 환원하여 환원광을 얻는 주 환원 단계
를 포함하는 방법에 의해 환원되는 니켈 광석으로부터 페로니켈을 회수하는 방법.
The method of claim 1, wherein the leaching nickel reduction ore is
A preliminary reduction step of preliminarily reducing the nickel ore with a hydrogen-containing gas at 450-600 ° C. to obtain a preliminary reduced ore; And
The main reduction step of reducing the preliminary reduced ore obtained in the preliminary reduction step with a hydrogen-containing gas at 600-950 ℃ to obtain a reduced ore
Method for recovering ferronickel from nickel ore reduced by a method comprising a.
제 1항에 있어서, 상기 석출용 니켈 환원광은
니켈 광석을 500-700℃에서 수소함유 가스로 예비 환원하는 예비 환원 단계; 및
상기 예비 환원 단계에서 얻어진 예비 환원광을 700-1050℃에서 수소함유 가스로 주 환원하는 주 환원 단계
를 포함하는 방법에 의해 환원되는 니켈 광석으로부터 페로니켈을 회수하는 방법.
The method of claim 1, wherein the nickel nickel ore for precipitation is
A preliminary reduction step of preliminarily reducing the nickel ore with a hydrogen-containing gas at 500-700 ° C .; And
The main reduction step of mainly reducing the preliminary reduction ore obtained in the preliminary reduction step with a hydrogen-containing gas at 700-1050 ℃
Method for recovering ferronickel from nickel ore reduced by a method comprising a.
제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 예비 환원 단계의 수소함유 가스는 COG 또는 LNG 개질 가스 또는 질소 및 수소의 혼합가스인 니켈 광석으로부터 페로니켈 회수를 위한 니켈 광석의 환원 방법.4. The method of claim 2 or 3, wherein the hydrogen-containing gas in the preliminary reduction step is COG or LNG reforming gas or a mixture of nitrogen and hydrogen.
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