WO2014155855A1 - 製鉄用ヘマタイトの製造方法 - Google Patents

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小原　剛
秀紀 佐々木
康雅 菅
今村　正樹
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住友金属鉱山株式会社
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    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing hematite for iron making, and more specifically, by including a plurality of solid-liquid separation steps in a wet refining process of nickel oxide ore, mixing of sulfur compounds into leaching residue is effectively suppressed in actual operation.
  • the present invention relates to a method for producing iron-making hematite that can be
  • Nickel is widely used as a source of stainless steel.
  • a technology for purifying low grade oxide ore has been developed and put to practical use.
  • nickel oxide ores such as limonite and saprolite are put together with a sulfuric acid solution into a pressure apparatus such as an autoclave, and nickel is leached under high temperature and high pressure of about 240 to 260 ° C.
  • High pressure acid leaching HPAL: A manufacturing process called "High Pressure Acid Leach” has been put to practical use.
  • the nickel leached into this sulfuric acid solution is neutralized with the addition of a neutralizing agent and then solid-liquid separated to be separated from the leaching residue, and then the impurities are separated to form hydroxides and sulfides. Etc. are recovered as intermediate raw materials. Nickel metal and nickel salt compounds are obtained by further refining this intermediate material.
  • the pH is adjusted to a pH suitable for solid-liquid separation, and in the next step of the solid-liquid separation step, solid content is collected in a facility called CCD (Counter Current Decantation). Concentration and solid-liquid separation are performed.
  • CCD Counter Current Decantation
  • the liquid component (hereinafter sometimes referred to as overflow) obtained from the CCD is sent to the neutralization step to adjust the pH to a level suitable for the sulfurization step, and the fine solid generated by adjusting the pH is After the precipitation and removal, for example, it is sent to a sulfiding step, where sulfiding treatment is performed to obtain an intermediate raw material of mixed sulfide of nickel and cobalt.
  • HPAL high pressure acid leach
  • the intermediate material from the leaching solution, it is possible to concentrate the target metal to the same degree as the conventional material and obtain the target metal by the same refining method and process as the conventional material.
  • this HPAL process can be applied not only to nickel oxide ore but also to many types such as nickel sulfide ore, copper sulfide ore, and copper oxide ore.
  • the main component of the leaching residue obtained by the HPAL process is iron oxide in the form of hematite, etc., and the iron content in the leaching residue is about 50%, and the production amount of the leaching residue is intermediate raw material production It is approximately 50 times to 100 times the amount. This is because the nickel oxide ore used as the raw material and the sulfide ore of copper both contain iron in an amount far exceeding the content of nickel and copper.
  • This leaching residue is in the form of a chemically and environmentally stable oxide because it is produced at a high temperature, but at present it has no particular useful value and is stored and stored at a residue deposition site. For this reason, it is necessary to have a large residue accumulation site for accumulating and storing a huge amount of leaching residue generated along with the operation of the HPAL process.
  • iron and steel smelting iron ore containing iron oxide is charged into a blast furnace together with a reducing agent such as coke, heated and reduced and melted to obtain crude steel, which is refined by a converter and aimed at The method of obtaining steel is used.
  • the raw material iron oxide is a limited resource, and it is becoming increasingly difficult to obtain high quality iron ore necessary to maintain the quality of steel. For this reason, examination using the leaching residue as iron ore is made.
  • the leaching residue of the HPAL process could not be used directly for the iron making material.
  • the leaching residue of the HPAL process contains gangue and impurities, in particular sulfur, in addition to iron oxide, and therefore it is not suitable as a raw material used in the conventional general iron making process.
  • the grade of sulfur is high.
  • the grade of sulfur in iron oxide that can be used as a raw material for iron making varies depending on the equipment capacity and production amount of individual steel mills, but generally it is required to be suppressed to less than 1%.
  • the leaching residue usually contains about 5 to 8% of sulfur.
  • the source of sulfur in this leaching residue is mostly calcium sulfate (gypsum) which is incorporated during nickel refining.
  • Gypsum refers to free sulfuric acid remaining in the leaching slurry obtained by high pressure acid leaching (free sulfuric acid means unreacted sulfuric acid among sulfuric acid added in excess to perform sufficient leaching in the HPAL process)
  • neutralizing neutral acid a common and inexpensive calcium-based neutralizing agent such as limestone or slaked lime is added, and it is generated by the reaction between calcium contained in the neutralizing agent and free sulfuric acid. , Will be mixed in the leaching residue.
  • a part (about 1%) of sulfur contained in the leaching residue is taken into particles of hematite formed.
  • neutralizing agent to be added one that does not form a poorly soluble deposit after neutralization such as slaked lime or slaked lime, but forms a soluble salt.
  • a poorly soluble deposit after neutralization such as slaked lime or slaked lime, but forms a soluble salt.
  • sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide, magnesium oxide etc. may be mentioned as neutralizing agents suitable for such use.
  • neutralizing agents are not suitable for processes that consume a large amount of neutralizing agents, such as the HPAL process, because they are expensive or the production amount is low. For this reason, it is necessary to use a calcium-based neutralizing agent that forms a poorly soluble deposit after neutralization as described above in whole or in part as described above, and the inclusion of sulfur can not be avoided. The resulting leaching residue could not be processed into hematite and used as an iron making material.
  • Patent Document 2 there is also known a method of separating sulfur in iron alumite using a pressure device such as an autoclave.
  • the iron alumite-containing residue and the zinc sulfide-containing material are stirred with 40 to 100 g / l of free sulfuric acid in an autoclave under an oxygen partial pressure of at least 1000 kPa and a temperature condition of 130 to 170.degree.
  • the iron and zinc content of the residue and the zinc sulfide containing concentrate are substantially dissolved and the solution is introduced into the leaching circuit for the electrolysis of zinc to precipitate iron in the form of hematite and to remove sulfur from said solids It is a process characterized in that it is separated and the residue is fed to another use.
  • this method requires an expensive new apparatus such as an autoclave, increases the equipment cost, and further has problems in terms of productivity.
  • U.S. Pat. No. 5,959,015 provides a process for recovering magnesium oxide from a source of magnesium sulfate, wherein the source of magnesium sulfate in solution is obtained from part of a process related to leaching of metal-containing ores or concentrates A process of converting magnesium sulfate in solution state into solid magnesium sulfate, a process of contacting solid magnesium sulfate with elemental sulfur in a reducing atmosphere, magnesium as magnesium oxide and sulfur as sulfur dioxide gas And a step of recovering.
  • the magnesium contained in the ore can be reused as a neutralizing agent, and the calcium introduced can be suppressed, and as a result, the calcium mixed in iron oxide in the residue can be reduced.
  • the method of Patent Document 3 requires a large amount of heat to crystallize magnesium in a solution as magnesium sulfate or to heat the obtained magnesium sulfate to convert it to magnesium oxide, which is an economical method. hard.
  • Patent Document 4 relates to a method for recovering nickel or cobalt from an oxide ore containing nickel or cobalt and iron, wherein the oxide ore includes a first oxide ore and a magnesium content higher than the first oxide ore. Classifying the first oxide ore into the first small particle size oxide ore and the first large particle size oxide ore, and preparing the second oxide ore.
  • Nickel or cobalt is leached from the first large particle size oxide ore using sulfuric acid and a classification step of classifying into a second small particle size oxide ore and a second large particle size oxide ore, nickel or cobalt
  • a leaching process for obtaining a sulfuric acid leaching solution containing cobalt and a leaching residue and mixing the sulfuric acid leaching solution containing the leaching residue with a second large particle size oxidized ore, the sulfuric acid leaching solution and a second large particle size oxidized ore React with magnesium contained in
  • nickel oxide ore itself can be used as a neutralizing agent.
  • the cost and labor for classifying ore can not be ignored.
  • the leachate residue contains a large amount of gangue components, and as it is, the iron grade is low, and it has been difficult to say that it is an efficient raw material. Therefore, it was difficult to replace the total amount of neutralizing agent used in the HPAL process with magnesium oxide.
  • the present invention relates to a conventional Ca-based neutralizing agent and a Ca-based material derived from a host rock in an actual operation of purifying hematite having a low sulfur content to the extent that it can be used as an ironmaking material from leaching residue containing iron oxide produced by the HPAL process
  • the present invention provides a method of producing hematite for iron making which can use other neutralizing agents.
  • the first invention of the present invention for solving the above-mentioned problems is for iron making in a process of adding a mineral acid and an oxidizing agent to an ore containing iron and a valuable metal, and leaching the valuable metal under high temperature and high pressure ( It is a manufacturing method of high purity) hematite, and is a manufacturing method of (high purity) hematite for iron making characterized by passing through the process of following (1) to (8). (Record) (1) A high pressure acid leaching step of adding a neutralizing agent to the leachate obtained under high temperature and pressure to neutralize to form a leach slurry.
  • the neutralization process 2 which neutralizes the Fe enrichment slurry obtained by the solid-liquid separation process 1 of said (3) using a non-Ca type
  • the amount of the Fe-enriched slurry added as seed crystals in the treatment of (7) in the first aspect is against the precipitate formed by the neutralization in the neutralization step of (4). It is a method of producing hematite for iron making, characterized in that it is 50 to 80% by weight in weight ratio.
  • the third invention of the present invention is characterized in that the neutralizing agent added to the leaching solution in the steps (1) and (2) of the first and second inventions is a host rock or magnesium hydroxide. This is a method of producing hematite for use.
  • a fourth invention of the present invention is the preparation of hematite for iron manufacture characterized in that the neutralizing agent in the neutralization step 2 of (5) in the first to third inventions is sodium hydroxide or potassium hydroxide. It is a method.
  • the fifth invention of the present invention is the method for producing hematite for iron manufacture, characterized in that the neutralizing agent in the neutralization step (4) in the first to fourth inventions is limestone or slaked lime.
  • a sixth invention of the present invention is the method for producing hematite for iron manufacture, characterized in that the ore containing iron and valuable metal in the first to fifth inventions is nickel oxide ore.
  • the seventh invention of the present invention is a method for producing hematite for iron manufacture, which is characterized by passing through the following step (9) after the step (6) in the first to sixth inventions.
  • (Record) (9) A water content adjusting step of removing water from the solid component hematite obtained in the solid-liquid separation step 3 of (6) and setting the water content of the hematite after removal to 10 wt% to 17 wt%.
  • the method for producing hematite for iron production according to the present invention is a conventional Ca-based neutralizer in an actual operation of purifying hematite having a low sulfur content to an extent that it can be used for iron making material from leaching residue containing iron oxide produced by the HPAL process.
  • Industrial value is extremely large because it is possible to use and non-Ca based neutralizing agents other than Ca derived from the host rock.
  • FIG. 1 is a flow chart of the manufacturing process of the present invention.
  • FIG. 2 is a flow chart of a conventional manufacturing process.
  • a method for producing hematite in a manufacturing process in which a mineral acid and an oxidizing agent are added to ore containing iron and a valuable metal, and valuable metals are leached under high temperature and high pressure It is a manufacturing method of (high purity) hematite for iron making characterized by passing through processing of 8).
  • the neutralization process 2 which neutralizes the Fe enrichment slurry obtained by the solid-liquid separation process 1 of said (3) using a non-Ca type
  • FIG. 1 is a flow chart of the manufacturing process of the present invention.
  • Valuable metals contained in the ore are manufactured according to the flow shown by the solid line arrow on the leftmost side of FIG. 1 (thin solid line arrow from the neutralization step).
  • hematite which is a by-product of this manufacturing process, is a leaching residue (Fe-rich) obtained at the end of the thick solid arrow branched to the right from solid-liquid separation step 1 (CCD) as shown by the thick solid line in FIG. 1) and then manufactured according to the flow indicated by the thick solid arrow at the rightmost side of FIG.
  • CCD solid-liquid separation step 1
  • the neutralization treatment in the present invention is performed in three steps of "1. preliminary neutralization step”, “2. neutralization step”, and “3 and neutralization step 2".
  • the neutralizing agent used in each process is described below.
  • As a neutralizing agent in the preliminary neutralization step host rock, magnesium oxide or magnesium hydroxide is used.
  • As a neutralizing agent in the neutralization step a Ca-based neutralizing agent can be used, and inexpensive limestone or slaked lime is used.
  • a non-Ca based neutralizer is used as the neutralizer in the neutralization step 2, and sodium hydroxide or potassium hydroxide is used, but magnesium hydroxide or magnesium oxide may be used.
  • Each neutralization step is described.
  • Pre-Neutralization Step In the pre-neutralization step of the present invention, while using a host rock (unit: wt%) of which the representative example of the component composition is shown in Table 1 as a neutralizing agent, medium contamination is suppressed. Advance the sum. In the case of refining of nickel oxide ore, the target pH is neutralized to about pH 1 to 3 in order to improve the separation efficiency in the solid-liquid separation step 1 of the next step.
  • the solid content neutralized and separated in this step is sent from the bottom of the neutralization tank to the solid-liquid separation step 2 in the form of a slurry, but since gypsum is the main component, it becomes a fine precipitate and settling in the neutralization tank There is a disadvantage that the speed is low and the solid content of sediments is not sufficiently increased. Therefore, in order to improve the sedimentation rate, the solid content weight of Fe-rich slurry (main component of hematite) of the leaching residue, which is the underflow component of solid-liquid separation step 1 (CCD), is 50 wt% or more of the precipitate weight It is preferable to add 80% by weight or less.
  • Neutralization process 2 In the neutralization step 2 for neutralizing the leaching residue (Fe-enriched slurry), it is preferable to use sodium hydroxide, potassium hydroxide or the like without using unstable supply of magnesium hydroxide or the like. Moreover, when magnesium hydroxide is used as a neutralizing agent, the amount of Mg in waste water is increased, and a large amount of neutralizing agent is required in the final Mg solidification treatment, which is not preferable.
  • the target pH is neutralized to about pH 6 to 8 because hematite is the final neutralization step.
  • Solid-liquid separation process 1 the solid-liquid separation process in the present invention is performed in three processes of “solid-liquid separation process 1”, “solid-liquid separation process 2”, and “solid-liquid separation process 3”.
  • Solid-liquid separation process 1 The solid-liquid separation step 1 is performed using a known method such as CCD (Counter Current Decantation), and the pre-neutralized slurry neutralized by the pre-neutralization step is made of Ni-rich slurry (liquid component) and Fe-rich Separate into slurry (solid component: leaching residue).
  • CCD Counter Current Decantation
  • the Ni-enriched slurry is an overflow liquid (supernatant liquid) obtained from the CCD, and since it is slightly mixed with solid content, it is referred to as a slurry for convenience.
  • the Ni-enriched slurry is processed in a later step to become an intermediate raw material such as a nickel-cobalt mixed sulfide or a nickel sulfate solution, and is further refined to become a valuable metal.
  • the leaching residue of the Fe-enriched slurry is subjected to the neutralization step 2 and the solid-liquid separation step 3 according to the flow indicated by the thick solid arrow on the rightmost side of FIG. 1 to recover iron oxide for iron production (high purity hematite).
  • Solid-liquid separation process 2 The solid-liquid separation step 2 is performed using a known method such as CCD (Counter Current Decantation), and the liquid component is separated from the slurry of the precipitate mainly composed of gypsum, obtained from the neutralization step. Recover as a (CCD) wash and transfer the residue to final treatment. Since the solid-liquid separation step 2 is provided, gypsum is not mixed into the Fe-enriched slurry, and the sulfur grade of the obtained hematite can be suppressed.
  • CCD Counter Current Decantation
  • Solid-liquid separation process 3 The solid-liquid separation step 3 is carried out using a known method such as wet classification, thickener or filter press, and the sulfur content is less than 1% as solid content from the Fe-enriched slurry obtained from the neutralization step 2 after neutralization. Recover hematite. Further, the obtained liquid component is recovered as a washing liquid for solid-liquid separation step 1 (CCD).
  • CCD washing liquid for solid-liquid separation step 1
  • neutralization residue for distinction is treated as a wet cyclone etc.
  • Hematite is concentrated on the small particle size side (O / F side of the wet cyclone) of the neutralization residue by classification (wet classification) using, and on the large particle side (U / F side in the wet cyclone)
  • the quality of hematite is enhanced by concentrating substances other than hematite.
  • the hematite cake (denoted as "hematite” in FIG. 1) obtained in the solid-liquid separation step 3 in the production method of the present invention has a relatively low sulfur content of less than 1%, but a relatively high water content of 22%. .
  • high water content may cause liquefaction during ship transportation, which may cause the vessel to overturn.
  • the transportable moisture limit (TML) of the hematite of the present invention was 17% or less. For this reason, when carrying it by ship, it is necessary to lower the moisture content rate of the said cake.
  • the particle size of the hematite is very fine, about 1 ⁇ m, the possibility of dust generation is very high. Dust generation decreases as the water content increases. When the water content is reduced from 17%, the number of fine particles tends to be significantly increased from about 10%, so the water content is preferably 10 to 17%. The lower the water content, the better if dustproofing is possible, such as using a flexible container during handling.
  • dehydration is performed to remove water from the hematite cake.
  • the dehydration method includes a heating method, a filter press method, a centrifugal separation method and the like, but a method using a filter press (pressure filtration) is widely used because of high efficiency of water removal efficiency and economy.
  • the particle size of the mother rock used in the preliminary neutralization step is preferable to adjust to an optimum range by grinding or the like. Specifically, if the particle size of the host rock does not exceed 500 ⁇ m, there is no difference in the neutralization performance, and if a wet cyclone is used for classification, the classification accuracy increases as the particle size of the substance to be classified and removed increases. Since the grain size of the host rock can be increased to 500 ⁇ m or less, and if the equipment load is considered, it is preferably adjusted to an average grain size of around 150 ⁇ m. It can be distributed on the / F side to improve the quality of hematite.
  • hematite cake obtained in this process has the following disadvantages: (1) non-uniform shape, (2) powdering, (3) poor flowability, etc. (a) In the case of mixing, the possibility of being in a non-uniform mixing state, (b) poor fluidity, poor charging efficiency, (c) tendency to generate dust, etc. is high.
  • the said subject is solved by granulating and setting it as the granulated material of a uniform particle size.
  • granulation methods tumbling granulation, compression granulation and extrusion granulation are widely known.
  • a uniform and flowable granulated material can be obtained.
  • the occurrence of powdering is lower than hematite cake.
  • the manufactured hematite for iron making is preferable because heat reduction at 600 ° C. to 1400 ° C. can reduce sulfur content.
  • gypsum-derived sulfur Most of the sulfur remaining after application of the present invention is not attributed to gypsum-derived sulfur, but is considered to be sulfur of the sulfuric acid component incorporated into hematite particles in the high temperature pressure acid leaching step.
  • gypsum-derived sulfur can be substantially removed in its entirety.
  • the conditions common to the example and the comparative example are as follows.
  • Raw material ore Nickel oxide ore having 1% nickel grade and 46 to 48% iron grade ore slurry: Pretreated to be a slurry of 30 to 40% by weight.
  • High pressure acid leaching The slurry mixed with 98% by weight of sulfuric acid was charged into a pressure device, heated to 240 to 250 ° C. and maintained for 1 hour to leach out nickel in the ore.
  • -Neutralizer in the pre-neutralization step host rock (approximately ⁇ 300 to 400 ⁇ m) was used.
  • -Neutralizing agent in the neutralization step Slaked lime was used.
  • Solid-liquid separation step 2 CCD
  • solid-liquid separation step 3 filter press
  • neutralization step 2 neutralizing agent: sodium hydroxide
  • the operation was carried out without returning the precipitate obtained from the neutralization step to the solid-liquid separation step 1.
  • the sulfur grade of the obtained hematite was 0.9%, and hematite usable as a raw material for iron making could be obtained. Since the Fe-enriched slurry was added to the neutralization step to accelerate the sedimentation of the precipitate, it was possible to operate with the same efficiency as before.
  • Solid-liquid separation step 2 CCD
  • solid-liquid separation step 3 filter press
  • neutralization step 2 neutralizing agent: sodium hydroxide
  • Solid-liquid separation step 2 CCD
  • solid-liquid separation step 3 filter press
  • neutralization step 2 neutralizing agent: sodium hydroxide
  • the operation was carried out without returning the precipitate obtained from the neutralization step to the solid-liquid separation step 1.
  • the obtained hematite cake was treated with a high pressure filter press (high pressure heating filter) to obtain a 1 mm diameter hematite granulated product by extrusion granulation.
  • the sulfur grade was 0.9% and the moisture content was 13%.
  • Solid-liquid separation step 2 CCD
  • solid-liquid separation step 3 filter press
  • neutralization step 2 neutralizing agent: sodium hydroxide
  • the operation was carried out without returning the precipitate obtained from the neutralization step to the solid-liquid separation step 1.
  • a high pressure filter press high pressure heating filtration apparatus
  • hematite having a hematite sulfur grade of 0.9% and a water content of 13% was obtained.
  • the cake was heat-treated at 1400 ° C. to obtain hematite granules having a water content of 0% and a sulfur concentration of 0.05%.
  • hematite particles by roasting the obtained hematite at a predetermined temperature, it is possible to remove the sulfur in the hematite particles as SO x. Specifically, by performing heat treatment at 600 ° C. or higher, hematite having a sulfur concentration of 0.5% or less can be obtained. In the heat treatment over 1400 ° C., the sulfur concentration is 0.05% or less, and the sulfur concentration equivalent to that of the conventional iron ore can be obtained. Heat treatment at a temperature higher than 1400 ° C can obtain hematite with low sulfur concentration, but raising the heat treatment temperature increases consumption energy and shortens the life of the furnace wall material, so it is economically at 1400 ° C or less Heat treatment is preferred.

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Abstract

　ＨＰＡＬプロセスで産出した酸化鉄を含む浸出残渣から、製鉄原料に使用できる程度に硫黄成分の低いヘマタイトを精製する実操業において、従来のＣａ系中和剤と母岩由来のＣａ系以外の中和剤とを使用することが可能な、製鉄用ヘマタイトの製造方法を提供する。　鉄と有価金属を含有する鉱石に、鉱酸と酸化剤を添加し、高温高圧下で有価金属を浸出するプロセスにおける製鉄用（高純度）ヘマタイトの製造方法であって、（１）の高圧酸浸出工程、（２）の予備中和工程、（３）の固液分離工程１、（４）の中和工程、（５）の中和工程２、（６）の固液分離工程３、（７）のＦｅ富化スラリーの一部を、（４）の中和工程に種晶として添加する処理、（８）の固液分離工程２を経て製造されることを特徴とする。

Description

製鉄用ヘマタイトの製造方法
　本発明は、製鉄用ヘマタイトの製造方法に関し、詳しくは、ニッケル酸化鉱の湿式精錬工程のうち固液分離工程を複数系列備えることにより、実操業において浸出残渣への硫黄化合物の混入を効率良く抑制することが可能な、製鉄用ヘマタイトの製造方法に関する。
　ニッケルはステンレスの原料として幅広く用いられている。
　しかしながら、その原料となる硫化鉱石の資源枯渇傾向に伴い、低品位の酸化鉱石を精製する技術が開発され、実用化されている。
　具体的には、リモナイトやサプロライトなどのニッケル酸化鉱石を硫酸溶液とともにオートクレーブなどの加圧装置に入れ、２４０～２６０℃程度の高温高圧下でニッケルを浸出する、「高温加圧酸浸出（ＨＰＡＬ：Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ａｃｉｄ Ｌｅａｃｈ）」と呼ばれる製造プロセスが実用化されている。
　この硫酸溶液中に浸出されたニッケルは、中和剤を添加して余剰の酸を中和し、次いで固液分離して浸出残渣と分離され、その後不純物を分離して水酸化物や硫化物などの形態の中間原料として回収されている。この中間原料をさらに精錬することにより、ニッケルメタルやニッケル塩化合物などを得ている。
　なお、前記の余剰の酸を中和する予備中和工程では、固液分離に適したｐＨに調整し、次工程の固液分離工程において、ＣＣＤ（Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄｅｃａｎｔａｔｉｏｎ）と呼ばれる設備で、固形分の濃縮および固液分離が行われる。通常ＣＣＤでは、連続する複数段のシックナーを使用している。
　そのＣＣＤから得られる液体成分（以下、オーバーフローという場合がある）は、硫化工程に適したｐＨに調整するために中和工程に回され、ｐＨを調整することにより、発生する微細な固形物を沈殿除去した後、例えば、硫化工程に送られ、硫化処理が行われ、ニッケル・コバルトの混合硫化物という中間原料を得るのが一般的である。
　この際、例えば特許文献１には、ＣＣＤで得られた固形分（以下、アンダーフローという場合がある）の一部を、中和工程に種晶として添加し、微細な沈殿の生成を促進する技術が記載されており、実操業の効率を向上させるために有効に活用されている。
　このような高温加圧酸浸出（ＨＰＡＬ：Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ａｃｉｄ Ｌｅａｃｈ）と呼ばれる製造プロセスでは、例えばニッケル酸化鉱石の場合、回収目的の有価金属が１～２重量％以下の低品位鉱石（以下、品位に関しては「％」で表記する。）であっても、ほぼ完全にニッケルを浸出できる。
　また浸出液から中間原料を製造することにより、目的金属を従来原料と同程度まで濃縮し、従来原料とほぼ同様の精錬方法および工程で目的金属を得ることができる。
　また、このＨＰＡＬプロセスは、ニッケル酸化鉱のみでなく、ニッケル硫化鉱石や硫化銅鉱石、酸化銅鉱石など多くの種類にも適用できる。
　さらに、ＨＰＡＬプロセスで得られる浸出残渣の主な成分は、ヘマタイトなどの形態の酸化鉄であり、浸出残渣中の鉄分はおよそ５０％程度であり、また、浸出残渣の生産量は中間原料の生産量に対しておよそ５０倍から１００倍である。これは原料としたニッケル酸化鉱石や銅の硫化鉱石に、いずれもニッケルや銅の含有量をはるかに超える量の鉄を含有するためである。
　この浸出残渣は、高温で生成されているため化学的・環境的には安定な酸化物の形態であるが、現状では特段の利用価値もなく、残渣堆積場に積立保管されている。
　このためＨＰＡＬプロセスの操業に伴って発生する、膨大な量の浸出残渣を積立保管するための広大な残渣堆積場が必要である。
　一方、鉄鋼製錬では、酸化鉄が含まれた鉄鉱石をコークスなどの還元剤と共に高炉に装入し、加熱して還元溶融して粗鋼を得、これを転炉で精錬して目的とする鋼を得る方法が用いられる。
　その原料の酸化鉄は、限られた資源であり、しかも鋼の品質維持に必要な良質な鉄鉱石の入手は次第に難しくなっている。このため、浸出残渣を鉄鉱石として使用する検討がなされている。
　しかしながら、ＨＰＡＬプロセスの浸出残渣は製鉄原料用に直接用いることはできなかった。その理由は、ＨＰＡＬプロセスの浸出残渣には、酸化鉄以外にも脈石や不純物、特に硫黄が含まれるため、従来の一般的な製鉄プロセスに用いる原料には適さなかったためである。詳しくは、硫黄の品位が高いからである。
　特に製鉄原料に利用できる酸化鉄中の硫黄品位は、個々の製鉄所の設備能力、生産量などによって異なるが、一般には１％未満に抑制することが必要とされている。
　一方、浸出残渣には通常５～８％程度の硫黄が含有されている。
　この浸出残渣中の硫黄の由来は、その大部分がニッケル精製中に混入する硫酸カルシウム（石膏）である。
　石膏は、高圧酸浸出で得られた浸出スラリーに残留する遊離硫酸（遊離硫酸とはＨＰＡＬプロセスで十分な浸出を行うために過剰に加えた硫酸のうち、未反応で残留する硫酸のことである。）を中和する際に、一般的で安価なカルシウム系の中和剤、例えば、石灰石や消石灰を添加しており、中和剤に含まれるカルシウムと遊離硫酸とが反応することで生成し、浸出残渣中に混入することになる。
　なお、浸出残渣に含有される硫黄の一部（１％程度）は、生成したヘマタイトの粒子中に取り込まれている。
　そこで、添加する中和剤に消石灰や消石灰のような中和後に難溶性の澱物を形成するものでなく、溶解性の塩を生成するものを使用すれば良いと考えられる。
　例えばこのような用途に適した中和剤として水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウムなどがある。
　しかしながら、これらの中和剤は高価または生産量が少ないなどの理由で、ＨＰＡＬプロセスのような中和剤を大量消費するプロセスには適さない。
　このため、全量あるいは部分的に上記のような中和後に難溶性の澱物を形成するカルシウム系の中和剤を使用せざるを得ず、硫黄の混入を避けられないことから、ＨＰＡＬプロセスで生成する浸出残渣をヘマタイトに加工して製鉄原料として用いることはできなかった。
　一方、オートクレーブなどの加圧装置を使用して、鉄明礬石中の硫黄を分離する方法も知られている。
　例えば特許文献２には、鉄明礬石含有残留物と硫化亜鉛含有物を少なくとも１０００ｋＰａの酸素分圧及び１３０～１７０℃の温度条件で、オートクレーブ内において４０～１００ｇ／ｌの遊離硫酸とともに攪拌し、残留物および硫化亜鉛含有濃厚物の鉄分及び亜鉛分を実質的に溶解させ、溶液を亜鉛電解のための浸出循環路に導入して鉄を赤鉄鉱の形で沈殿させ、前記固形物から硫黄を分離し、残留物は別の用途に供給することを特徴とする方法である。
　しかしこの方法は、オートクレーブのような高価な新規の装置を要し、設備コストがかさみ、さらに生産性の面でも課題があった。
　そこで、鉱石自身に含有される酸化マグネシウムを中和剤として利用することが考えられた。
　例えば、特許文献３は、硫酸マグネシウムのソースから酸化マグネシウムを回収するプロセスであって、金属含有鉱石または精鉱の浸出に関連したプロセスの一部から得られた溶液状態の硫酸マグネシウムのソースを用意する工程と、溶液状態の硫酸マグネシウムを固体硫酸マグネシウムに変換する工程と、固体硫酸マグネシウムを還元性雰囲気中で元素状硫黄に接触させる工程と、マグネシウムを酸化マグネシウムとして、かつ硫黄を二酸化硫黄ガスとして回収する工程とを含むプロセスである。
　この方法を用いることにより、鉱石に含有されるマグネシウムを中和剤として再利用し、持ち込まれるカルシウムを抑制することができ、その結果、残渣中の酸化鉄に混入するカルシウムを減少することができる。
　しかしながら特許文献３の方法は、溶液中のマグネシウムを硫酸マグネシウムとして晶析させたり、得た硫酸マグネシウムを加熱して酸化マグネシウムに変換するのに多量の熱を必要とし、経済的な方法とは言い難い。
　対して、マグネシウム含有率が高い酸化鉱石（リモナイト鉱石）を中和剤として用いる方法が提案されている。
　例えば、特許文献４は、ニッケルまたはコバルトと鉄とを含む酸化鉱石から、ニッケルまたはコバルトを回収する方法において、酸化鉱石として、第一の酸化鉱石と、この第一の酸化鉱石よりもマグネシウム含有率が高い第二の酸化鉱石とを準備する工程と、第一の酸化鉱石を、第一の小粒径酸化鉱石と、第一の大粒径酸化鉱石とに分級し、第二の酸化鉱石を第二の小粒径酸化鉱石と、第二の大粒径酸化鉱石とに分級する分級工程と、硫酸を使用して第一の大粒径酸化鉱石から、ニッケルまたはコバルトを浸出し、ニッケルまたはコバルトを含む硫酸浸出溶液と浸出残渣とを得る浸出工程と、その浸出残渣を含む硫酸浸出溶液と第二の大粒径酸化鉱石とを混合し、硫酸浸出溶液と第二の大粒径酸化鉱石に含有されるマグネシウムとを反応させてｐＨ調整し、ニッケルまたはコバルトを含む反応液と、鉄を含む反応残渣とを得る反応工程と、その反応残渣を含む反応液を、中和剤を使用して中和し、ニッケルまたはコバルトを含む中和液と、鉄を含む中和残渣とを得る中和工程とを含むことを特徴とする回収方法である。
　この方法を用いることにより、ニッケル酸化鉱石自身を中和剤として利用することができる。
　しかしながら、鉱石を分級するためのコストや手間は無視できなかった。さらに、浸出残渣中には脈石成分も多く、そのままでは鉄品位が低くなり、効率的な原料とは言い難かった。
　従って、ＨＰＡＬプロセスで使用する中和剤の全量を酸化マグネシウムで代替することは困難だった。
　また、浸出残渣を産出する予備中和工程だけ、中和剤を母岩由来の酸化マグネシウムに代替して硫黄混入を防ぐ方法が容易に想起される。
　しかしながら、中和工程で従来のカルシウム系中和剤を使用して、特許文献１に記載の、実操業の効率を向上する技術を利用しようとすれば、中和工程の残渣がＣＣＤに戻し入れられるため、浸出残渣への硫黄分混入は避けられなかった。
特開２００４－２２５１２０号公報 特開平０３－１７６０８１号公報 特開２００９－５２０６６１号公報 特許第４２９４６８５号公報
　本発明は、ＨＰＡＬプロセスで産出した酸化鉄を含む浸出残渣から、製鉄原料に使用できる程度に硫黄成分の低いヘマタイトを精製する実操業において、従来のＣａ系中和剤と母岩由来のＣａ系以外の中和剤とを使用することが可能な、製鉄用ヘマタイトの製造方法を提供するものである。
上記の課題を解決するための本発明の第１の発明は、鉄と有価金属を含有する鉱石に、鉱酸と酸化剤を添加し、高温高圧下で有価金属を浸出するプロセスにおける製鉄用（高純度）ヘマタイトの製造方法であって、下記（１）から（８）の工程を経ることを特徴とする製鉄用（高純度）ヘマタイトの製造方法である。
　　　　　　　　　　　　　　　（記）
（１）高温高圧下で得られた浸出液に中和剤を添加して中和して浸出スラリーを形成する高圧酸浸出工程。
（２）前記浸出スラリーを、Ｎｉ富化スラリーとＦｅ富化スラリーに分離された予備中和後スラリーにする予備中和工程。
（３）前記（２）の予備中和工程による予備中和後スラリーを、Ｎｉ富化スラリーとＦｅ富化スラリーに固液分離、洗浄する固液分離工程１。
（４）前記（３）の固液分離工程１により得られたＮｉ富化スラリーを、Ｃａ系中和剤を用いて中和する中和工程。
（５）前記（３）の固液分離工程１により得られたＦｅ富化スラリーを、非Ｃａ系中和剤を用いて中和する中和工程２。
（６）前記（５）の中和工程２により中和されたＦｅ富化スラリーを固液分離、洗浄する固液分離工程３。
（７）前記（３）の固液分離工程１で得られたＦｅ富化スラリーの一部を、Ｎｉ富化スラリーを中和する前記（４）の中和工程に種晶として添加する処理。
（８）前記（４）のＮｉ富化スラリーの中和工程から得られる沈殿を、固液分離、洗浄する固液分離工程２。
　本発明の第２の発明は、第１の発明における（７）の処理において、種晶として添加するＦｅ富化スラリーの量が、（４）の中和工程における中和により生成する沈殿に対し、重量比で５０～８０重量％であることを特徴とする製鉄用ヘマタイトの製造方法である。
　本発明の第３の発明は、第１及び第２の発明の（１）及び（２）の工程における浸出液に添加する中和剤が、母岩または水酸化マグネシウムであることを特徴とする製鉄用ヘマタイトの製造方法である。
　本発明の第４の発明は、第１から第３の発明における（５）の中和工程２における中和剤が、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムであることを特徴とする製鉄用ヘマタイトの製造方法である。
　本発明の第５の発明は、第１から第４の発明における（４）の中和工程における中和剤が、石灰石又は消石灰であることを特徴とする製鉄用ヘマタイトの製造方法である。
　本発明の第６の発明は、第１から第５の発明における鉄と有価金属を含有する鉱石が、ニッケル酸化鉱石であることを特徴とする製鉄用ヘマタイトの製造方法である。
　本発明の第７の発明は、第１から第６の発明における（６）の工程の後に、下記（９）の工程を経ることを特徴とする製鉄用ヘマタイトの製造方法である。
　　　　　　　　　　　　　　　（記）
（９）（６）の固液分離工程３で得られた固体成分のヘマタイトから水分を除去して、除去後のヘマタイトの水分率を１０ｗｔ％～１７ｗｔ％とする水分量調整工程。
　本発明の製鉄用ヘマタイトの製造方法は、ＨＰＡＬプロセスで産出した酸化鉄を含む浸出残渣から、製鉄原料に使用できる程度に硫黄成分の低いヘマタイトを精製する実操業において、従来のＣａ系中和剤と母岩由来のＣａ系以外の非Ｃａ系中和剤とを使用することが可能であるため、工業的価値は極めて大きい。
図１は、本発明の製造工程フロー図である。 図２は、従来の製造工程フロー図である。
　本発明では、鉄と有価金属を含有する鉱石に、鉱酸と酸化剤を添加し、高温高圧下で有価金属を浸出する製造プロセスにおけるヘマタイトの製造方法であって、以下の（１）から（８）の処理を経ることを特徴とする製鉄用（高純度）ヘマタイトの製造方法である。
　（１）高温高圧下で得られた浸出液に中和剤を添加して中和して浸出スラリーを形成する高圧酸浸出工程。
　（２）前記浸出スラリーを、Ｎｉ富化スラリーとＦｅ富化スラリーに分離された予備中和後スラリーにする予備中和工程。
　（３）前記（２）の予備中和工程による予備中和後スラリーを、Ｎｉ富化スラリーとＦｅ富化スラリーに固液分離、洗浄する固液分離工程１。
　（４）前記（３）の固液分離工程１により得られたＮｉ富化スラリーを、Ｃａ系中和剤を用いて中和する中和工程。
　（５）前記（３）の固液分離工程１により得られたＦｅ富化スラリーを、非Ｃａ系中和剤を用いて中和する中和工程２。
　（６）前記（５）の中和工程２により中和されたＦｅ富化スラリーを固液分離、洗浄する固液分離工程３。
　（７）前記（３）の固液分離工程１で得られたＦｅ富化スラリーの一部を、Ｎｉ富化スラリーを中和する前記（４）の中和工程に種晶として添加する処理。
　（８）前記（４）のＮｉ富化スラリーの中和工程から得られる沈殿を、固液分離、洗浄する固液分離工程２。
　以下、図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。
　図１は、本発明の製造工程フロー図である。
　鉱石に含まれる有価金属は、図１の最も左側の実線矢印（中和工程からは細実線矢印）で示すフローに従って製造されていく。
　一方、この製造プロセスの副生品であるヘマタイトは、図１の太実線で示されるように固液分離工程１（ＣＣＤ）から右側に分岐した太実線矢印の先で得られる浸出残渣（Ｆｅ富化スラリー）に含まれ、その後、図１の最も右側の太実線矢印で示すフローに従って製造される。以下、各工程について詳細に説明する。
［中和処理］
　本発明における中和処理は、「１．予備中和工程」、「２．中和工程」、「３、中和工程２」の３工程において行われる。それぞれの工程において使用する中和剤を下記に記す。
　予備中和工程における中和剤には、母岩、酸化マグネシウムもしくは水酸化マグネシウムを用いる。
　中和工程における中和剤には、Ｃａ系の中和剤を用いることができ、安価な石灰石や消石灰を用いる。
　中和工程２における中和剤には、非Ｃａ系中和剤を使用し、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムを用いるが、水酸化マグネシウムや酸化マグネシウムを用いても良い。
　各中和工程を説明する。
１．予備中和工程
　本発明の予備中和工程では、先ず中和剤に表１に成分組成の代表例を示した母岩（単位：ｗｔ％）を用いることで、カルシウムの混入を抑制しながら中和を進める。その目標とするｐＨは、ニッケル酸化鉱石の精錬の場合、次工程の固液分離工程１での分離効率を向上させるため、ｐＨ１～３程度に中和する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
２．中和工程
　固液分離工程１から得られる液体成分（Ｎｉ富化スラリー）を中和処理する中和工程で、安価な石灰石や消石灰などのＣａ系中和剤を用いる。
　このことで、安定かつ低コストでの操業が可能となる。その目標とするｐＨは、ニッケル酸化鉱石の精錬の場合、後工程で不純物分離の効率を向上させるため、ｐＨ３～５程度に中和する。
　この工程で中和分離する固形分は、中和槽の底部からスラリーの状態で固液分離工程２に送られるが、石膏が主成分であるため微細な沈殿物となり中和槽内での沈降速度が小さく、沈降殿物の固体率が十分に上がらない欠点がある。
　そこで、沈降速度を向上させるため、固液分離工程１（ＣＣＤ）のアンダーフロー分である浸出残渣のＦｅ富化スラリー（ヘマタイトが主成分）を固形分重量として、沈殿物重量の５０重量％以上８０重量％以下を添加することが好ましい。
　前記固形分重量が、沈殿物重量の５０％重量未満だと、沈降速度の向上が不充分であり、８０重量％より大きいと、沈降速度の向上させる効果があまり変わらないだけでなく、Ｆｅ富化スラリーを処理して得られるヘマタイトの生産量が少なくなるので不利である。
３．中和工程２
　浸出残渣（Ｆｅ富化スラリー）を中和する中和工程２では、供給不安定な水酸化マグネシウムなどは用いず、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどを用いるのが好ましい。
　また、水酸化マグネシウムを中和剤として用いると、排水中のＭｇ量が多くなり最終Ｍｇ固化処理において大量の中和剤が必要になるので好ましくない。
　目標とするｐＨは、ヘマタイトとしては最終的な中和の工程となるため、ｐＨ６～８程度に中和する。
［固液分離処理］
　次に本発明における固液分離処理は、「固液分離工程１」、「固液分離工程２」、「固液分離工程３」の３処理にて行われる。
１．固液分離工程１
　固液分離工程１では、ＣＣＤ（Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄｅｃａｎｔａｔｉｏｎ）などの公知の方法を用いて行い、予備中和工程により中和された予備中和後スラリーを、Ｎｉ富化スラリー（液体成分）とＦｅ富化スラリー（固体成分：浸出残渣）に分離する。
　ここで、Ｎｉ富化スラリーとは、ＣＣＤから得られるオーバーフロー液（上澄み液）であって、わずかながら固形分が混入しているので、便宜上スラリーと称している。
　Ｎｉ富化スラリーは、後工程で処理されニッケル・コバルト混合硫化物や硫酸ニッケル溶液などの中間原料となり、さらに精錬されて有価金属となる。
　一方、Ｆｅ富化スラリーの浸出残渣は、図１の最も右側の太実線矢印で示すフローに従って中和工程２、固液分離工程３を経て、製鉄用酸化鉄（高純度ヘマタイト）を回収する。
２．固液分離工程２
　固液分離工程２では、ＣＣＤ（Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄｅｃａｎｔａｔｉｏｎ）などの公知の方法を用いて行い、中和工程から得られる、石膏を主成分とする沈殿物のスラリーから液体成分を、固液分離工程１（ＣＣＤ）の洗浄液として回収し、残渣を最終処理工程に移送する。
　この固液分離工程２を設けているため、Ｆｅ富化スラリーに石膏が混入することがなくなり、得られるヘマタイトの硫黄品位を抑制することができる。
３．固液分離工程３
　固液分離工程３では、湿式分級、シックナーやフィルタープレスなど公知の方法を用いて行い、中和工程２から得られる中和後のＦｅ富化スラリーから固形分として、硫黄分が１％未満のヘマタイトを回収する。また、得られた液体成分は、固液分離工程１（ＣＣＤ）の洗浄液として回収する。
　母岩を使用して浸出スラリー中の余剰酸の中和を行う場合、固液分離工程１を経た後、その浸出残渣（以下、区別するために中和残渣と呼ぶ。）を湿式サイクロン等を使用して分級（湿式分級）することにより、中和残渣の小粒径側（湿式サイクロンのＯ／Ｆ側）にヘマタイトを濃縮し、大粒径側（湿式サイクロンでのＵ／Ｆ側）にはヘマタイト以外の物質を濃縮することでヘマタイトの品位を高めることが好ましい。
　以上説明してきたように、実操業で操業効率を向上させるために、中和工程でＦｅ富化スラリーを添加し、中和工程で発生する残渣である沈殿を、ＣＣＤに戻し入れる場合（図２の従来の製造工程フロー図を参照）には、５～８％程度の硫黄を含有するヘマタイトしか得ることが出来なかったが、本発明を適用することにより、硫黄分が１％未満のヘマタイトを得ることが可能となった。
　一方、本発明の製造方法における固液分離工程３において得られるヘマタイトケーキ（図１中「ヘマタイト」と表記）は、その硫黄分は１％未満と低いが、水分含有率２２％と比較的高い。
　一般的に固体物質の運送においては、水分含有量が多いと船舶輸送中に液状化現象を引き起こし、船舶の転覆を引き起こす可能性がある。日本海事検定協会にて調査した結果、本発明ヘマタイトの運送許容水分値(ＴＭＬ：Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｂｌｅ　Ｍｏｉｓｔｕｒｅ　Ｌｉｍｉｔ)は１７％以下であった。このため、船舶搬送する場合、当該ケーキの水分含有率を下げる必要がある。同時に当該ヘマタイトの粒子径は１μｍ程度と非常に細かいので、発塵の可能性が非常に高い。発塵は水分量が多くなると少なくなる。
　水分量を１７％から下げていくと１０％程度から微細粒子が著しく多くなる傾向がみられるので、水分含有量は１０～１７％が好ましい。ハンドリング時にフレコンを使用するなど防塵出来る場合は水分含有量はより低い方が好ましい。
　そこで、水分含有量の調製を行う水分調整工程を行うと良い。本発明ではヘマタイトケーキから水分を除去する脱水が行われる。
　その脱水方法には、加熱法、フィルタープレス法、遠心分離法などがあるが、水分除去効率の高さや経済性からフィルタープレス（加圧濾過）による方法が広く用いられている。
　また、予備中和工程に用いる母岩は、その粒径を粉砕などによって最適範囲に調整することが好ましい。
　具体的には、母岩の粒径が５００μｍを超えない範囲であれば、中和性能に差がなく、また、分級に湿式サイクロンを用いる場合、分級除去したい物質の粒径が大きいほど分級精度を上げることができることから、母岩の粒径は５００μｍ以下となる範囲、そして設備負荷を考えると好ましくは１５０μｍ前後の平均粒径となるように調整することにより、ヘマタイト以外の脈石等をＵ／Ｆ側に分配させ、ヘマタイトの品位を向上させることが出来る。
　また、これまで述べてきた製造方法で製造された製鉄用ヘマタイトを造粒して造粒物とすることが好ましい。
　当該工程で得られるヘマタイトケーキは、（１）形状が不均一、（２）粉立ちが発生、（３）流動性が悪いなどの欠点があるため、（ａ）製鉄メーカーにおいて他の鉄鉱石と混合する場合、不均一な混合状態となる、（ｂ）流動性が悪く装入効率が悪くなる、（ｃ）粉塵が発生しやすいなどの可能性が高い。
　このため、造粒を行い均一なる粒度の造粒物にすることで上記課題が解決される。造粒法としては転動造粒、圧縮造粒、押出造粒が広く知られている。当該ヘマタイトをこれらの造粒方法で造粒することで、均一で流動性の良い造粒物が得られる。同時にヘマタイトケーキよりも粉立ちの発生は低くなる。
　また、製造された製鉄用ヘマタイトは、６００℃～１４００℃で加熱処理をすることで、硫黄分の減少が図れるために好ましい。
　なお、本発明を適用しても残留する硫黄の大部分は、石膏由来の硫黄ではなく、高温加圧酸浸出の工程で、ヘマタイト粒子の中に取り込まれた硫酸成分の硫黄と考えられており、本発明を適用することにより石膏由来の硫黄は実質的に、その全量を除去することが可能である。
　以下、実施例、比較例で、本発明をより詳細に説明する。実施例、比較例において共通の条件は以下のとおりとした。
　・原料鉱石：ニッケル品位１％、鉄品位４６～４８％であるニッケル酸化鉱石
　・鉱石スラリー：３０～４０重量％のスラリーとなるように前処理した。
　・高圧酸浸出：９８重量％の硫酸と混合したスラリーを加圧装置に装入し、２４０～２５０℃に昇温して１時間維持し、鉱石中のニッケルを浸出した。
　・予備中和工程の中和剤：母岩（＜３００～４００μｍ程度）を使用した。
　・中和工程の中和剤：消石灰を使用した。
　・中和工程に添加するＦｅ富化スラリー量：発生する沈殿量の７０％量とした。
　なお、水分率は、株式会社エーアンドデイの加熱乾燥式水分計「ＭＬ－５０」で測定し、硫黄品位は炭素・硫黄分析装置を用いて測定した。
　図１に示す本発明に係る製造工程フローに従い、固液分離工程２（ＣＣＤ）、固液分離工程３（フィルタープレス）、中和工程２（中和剤：水酸化ナトリウム）を実施し、特に、中和工程から得られる沈殿を固液分離工程１に戻し入れることなく、操業を実施した。
　その結果、得られたヘマタイトの硫黄品位は０．９％であり、製鉄用原料として使用可能なヘマタイトを得ることができた。
　中和工程にＦｅ富化スラリーを添加して、沈殿物の沈降を促進したため従来と同様の効率で操業することができた。
　図１に示す本発明に係る製造工程フローに従い、固液分離工程２（ＣＣＤ）、固液分離工程３（フィルタープレス）、中和工程２（中和剤：水酸化ナトリウム）を実施し、特に、中和工程から得られる沈殿を固液分離工程１に戻し入れることなく、操業を実施した。
　得られたヘマタイトケーキを高圧フィルタープレス（高圧加熱濾過装置）をすることで、ヘマタイト硫黄品位０．９％、水分率１３％のヘマタイトが得られた。
　図１に示す本発明に係る製造工程フローに従い、固液分離工程２（ＣＣＤ）、固液分離工程３（フィルタープレス）、中和工程２（中和剤：水酸化ナトリウム）を実施し、特に、中和工程から得られる沈殿を固液分離工程１に戻し入れることなく、操業を実施した。
　得られたヘマタイトケーキに高圧フィルタープレス（高圧加熱濾過装置）処理をして、押出造粒により１ｍｍ径のヘマタイト造粒物を得た。
　硫黄品位は０．９％、水分率は１３％であった。
　図１に示す本発明に係る製造工程フローに従い、固液分離工程２（ＣＣＤ）、固液分離工程３（フィルタープレス）、中和工程２（中和剤：水酸化ナトリウム）を実施し、特に、中和工程から得られる沈殿を固液分離工程１に戻し入れることなく、操業を実施した。
　得られたヘマタイトケーキを高圧フィルタープレス（高圧加熱濾過装置）をすることで、ヘマタイト硫黄品位０．９％、水分率１３％のヘマタイトが得られた。
　このケーキを１４００℃で加熱処理することで、水分含有率０％、硫黄濃度０．０５％のヘマタイト造粒物が得られた。
（比較例１）
　本発明を適用せず、図２の従来の製造工程フロー図に示すように中和工程から得られた沈殿をＣＣＤ（固液分離工程１）に戻し入いれる操業を実施した。
　その結果、得られたヘマタイトの硫黄品位は６．５％であり、製鉄用原料としては使用が困難なヘマタイトしか得られなかった。
　本発明により得られた粉末状のヘマタイトには、１重量％前後の硫黄が残留しているが、更に以下に示す公知の方法を組み合わせて適用することによって、更に良好な製鉄用原料とする可能性がある。
　具体的には「特表２０１２－５１７５２２３号公報」に記載があるように、供給材料を乾燥、焼成して、供給材料に閉じ込められている硫黄および結晶水和水を除去することにより、ヘマタイト中に残留する硫黄を除去し、次いで、例えば「特開２００４－２６９９６０号公報」にあるように粉末状の鉄原料をブリケット化する、または、「特開２００６－２３３２２０公報」にあるように粉末状の鉄原料をペレット化するなどの方法を組み合わせて適用することにより、更に良好な製鉄用原料とすることが期待できる。
　また、得られたヘマタイトを所定の温度で焙焼することにより、ヘマタイト粒子中の硫黄をＳＯｘとして除去することができる。
　具体的には６００℃以上の熱処理を行うことにより０．５％以下の硫黄濃度のヘマタイトを得ることが可能となる。１４００℃を超えた熱処理では０．０５％以下の硫黄濃度になり、従来の鉄鉱石と同等の硫黄濃度が得られる。１４００℃よりも高い温度での熱処理で低硫黄濃度のヘマタイトを得ることが出来るが、熱処理温度を高くすると消費エネルギーの増加、炉壁材質の短寿命化を引き起こすため、経済的に１４００℃以下での熱処理が好ましい。

Claims (7)

  1. 　鉄と有価金属を含有する鉱石に、鉱酸と酸化剤を添加し、高温高圧下で有価金属を浸出するプロセスにおける製鉄用（高純度）ヘマタイトの製造方法であって、
    　以下の（１）から（８）の工程を経ることを特徴とする製鉄用（高純度）ヘマタイトの製造方法。
    　　　　　　　　　　　　　　　（記）
    （１）高温高圧下で得られた浸出液に中和剤を添加して中和して浸出スラリーを形成する高圧酸浸出工程。
    （２）前記浸出スラリーを、Ｎｉ富化スラリーとＦｅ富化スラリーに分離された予備中和後スラリーにする予備中和工程。
    （３）前記（２）の予備中和工程による予備中和後スラリーを、Ｎｉ富化スラリーとＦｅ富化スラリーに固液分離、洗浄する固液分離工程１。
    （４）前記（３）の固液分離工程１により得られたＮｉ富化スラリーを、Ｃａ系中和剤を用いて中和する中和工程。
    （５）前記（３）の固液分離工程１により得られたＦｅ富化スラリーを、非Ｃａ系中和剤を用いて中和する中和工程２。
    （６）前記（５）の中和工程２により中和されたＦｅ富化スラリーを固液分離、洗浄する固液分離工程３。
    （７）前記（３）の固液分離工程１で得られたＦｅ富化スラリーの一部を、Ｎｉ富化スラリーを中和する前記（４）の中和工程に種晶として添加する処理。
    （８）前記（４）のＮｉ富化スラリーの中和工程から得られる沈殿を、固液分離、洗浄する固液分離工程２。
  2. 　前記（７）における種晶として添加するＦｅ富化スラリーの量が、前記（４）の中和工程における中和により生成する沈殿に対し、重量比で５０～８０重量％であることを特徴とする請求項１記載の製鉄用ヘマタイトの製造方法。
  3. 　前記（１）及び（２）の工程における浸出液に添加する中和剤が、母岩または水酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の製鉄用ヘマタイトの製造方法。
  4. 　前記（５）の中和工程２における中和剤が、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムであることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の製鉄用ヘマタイトの製造方法。
  5. 　前記（４）の中和工程における中和剤が、石灰石又は消石灰であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の製鉄用ヘマタイトの製造方法。
  6. 　前記鉄と有価金属を含有する鉱石が、ニッケル酸化鉱石であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の製鉄用ヘマタイトの製造方法。
  7. 　前記（６）の工程の後に、下記（９）の工程を経ることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の製鉄用ヘマタイトの製造方法。
    　　　　　　　　　　　　　　　
    　　　　　　　　　　　　　　　（記）
    （９）前記（６）の固液分離工程３で得られた固体成分のヘマタイトから水分を除去して、前記ヘマタイトの水分率を１０ｗｔ％～１７ｗｔ％とする水分量調整工程。
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