WO2017188344A1

WO2017188344A1 - 酸化鉱石の製錬方法

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Publication number: WO2017188344A1
Application number: PCT/JP2017/016620
Authority: WO
Inventors: 井関　隆士; 幸弘合田; 純一小林; 岡田　修二
Original assignee: 住友金属鉱山株式会社
Priority date: 2016-04-27
Filing date: 2017-04-26
Publication date: 2017-11-02
Also published as: AU2020203208B9; AU2017257842B2; US11608543B2; AU2017257842A1; AU2020203208B2; US20190119779A1; CA3021829A1; CN108884515B; CA3110511A1; AU2020203209A1; CA3110518C; EP3450579B1; CA3021829C; EP3766996A1; EP3766996B1; CA3110518A1; EP3450579A1; AU2020203208A1; CN108884515A; CA3110511C

Abstract

酸化鉱石を含む混合物を還元することによって金属又は合金を製造する方法において、生産性や効率性の良好な酸化鉱石の製錬方法を提供する。　本発明は、酸化鉱石を含有する混合物を還元することによって金属又は合金を製造する酸化鉱石の製錬方法であって、少なくとも酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合する混合処理工程Ｓ１と、得られる混合物を成形して混合物成形体を得る混合物成形工程Ｓ２と、得られた混合物成形体を還元炉にて所定の還元温度で加熱する還元工程Ｓ３と、を有する。

Description

酸化鉱石の製錬方法

　本発明は、酸化鉱石、例えば酸化ニッケルと酸化鉄を含有するニッケル酸化鉱石と、還元剤との混合物からペレット等に成形し、製錬炉（還元炉）にて還元加熱することによって製錬する酸化鉱石の製錬方法に関する。

　金属酸化物の鉱石の一種である、リモナイトあるいはサプロライトと呼ばれるニッケル酸化鉱石の製錬方法として、熔錬炉を使用して硫黄とともに硫化焙焼しニッケルマットを製造する乾式製錬方法、ロータリーキルンあるいは移動炉床炉を使用して炭素質還元剤を用いて還元して鉄とニッケルの合金であるフェロニッケルを製造する乾式製錬方法、オートクレーブを使用して硫酸でニッケルやコバルトを浸出して得た浸出液に硫化剤を添加して混合硫化物（ミックスサルファイド）を製造する湿式製錬方法等が知られている。

　上述した種々の製錬方法の中で、炭素源とともに還元してニッケル酸化鉱石を製錬する場合、反応を進めさせるために、その原料鉱石を塊状の成形体にするための前処理が行われる。具体的に、ニッケル酸化鉱石を塊状物化、すなわち粉状や微粒状から塊状にする際には、そのニッケル酸化鉱石を、バインダーや還元剤等と混合し、さらに水分調整等を行った後に塊状物製造機に装入して、例えば１０ｍｍ～３０ｍｍ程度の塊状の成形体（ペレット、ブリケット等を指す。以下、単に「ペレット」という）とするのが一般的である。

　このペレットには、例えば水分を飛ばすために、ある程度の通気性が必要である。さらに、ペレット内で還元反応が均一に進まないと、組成が不均一になり、メタルが分散したり偏在したりするため、製錬炉に装入されて還元加熱等の製錬操作が始まっても、その形状を維持していることが重要となる。

　そして特に重要なことが、還元初期において、ペレット表面に、金属成分により生成するシェル状のメタル（メタルシェル）が生成することである。ペレットの表面に均一なメタルシェルが有効に生成しないと、ペレット内の還元剤成分（例えば、炭素質還元剤であれば一酸化炭素）が抜けてしまい、効率的に還元できないだけでなく、還元率の制御も困難になる。また、部分的な組成のばらつきも大きくなり、結果として目的とするフェロニッケルを製造することができなくなる。

　このような均一なメタルシェルを生成させるためには、原料混合物のペレットの形状やその強度等が非常に重要となる。すなわち、形状が歪なものであればペレット表面で局所的なメタル化が進んでしまい、均一なメタルシェルが生成されない。また、ペレットの強度が低いと、成形後に次工程へ移動させる際や、乾燥時、還元時等にクラックが生じることがあり、割れの原因にもなる。

　このように、ペレットの表面に均一なメタルシェルを生成させるためには、ペレットの形状や強度等が非常に重要な要素になる。また、単にメタルシェルを生成させるだけでなく、コスト競争の激しい金属製錬においては、生産性が高く、効率よく塊状化させる技術が求められている。

　例えば、特許文献１には、移動炉床炉を利用してフェロニッケルを製造する際の前処理方法として、酸化ニッケル及び酸化鉄を含有する原料と、炭素質還元剤とを混合して混合物となす混合工程において、混合物の余剰炭素量を調整してペレットを製造し、そのペレットを炉内に装入して還元工程を行う技術が開示されている。

　具体的に、特許文献１には、原料と炭素質還元剤とを混合機により混合し、得られた混合物はそのまま移動炉床炉に装入してもよいが、造粒機で塊成化することが好ましく、塊成化することにより、ダスト発生量が減るとともに移動炉床炉内における塊成物（混合物）内部の伝熱効率が向上して還元速度が上昇することが記載されている。なお、塊成化に用いる造粒機としては、ブリケットプレス等の圧縮成形機やディスク型ペレタイザー等の転動造粒機のほか押出成形機を用いることができることが記載されている。

　しかしながら、塊状化（塊成化）するにあたり、一般的な圧縮成型機や転動造粒機を使用するだけでは、メタルシェルを生成する必要がある塊状化の場合、高い生産性を保ちながら効率よく塊状化処理をすることは難しい。

　また、特許文献１には、混合物をそのまま移動炉床炉に装入してもよい旨の記載はあるものの、その具体的な方法に関する記述はなく、単に混合物を移動炉床炉に装入しただけでは、メタルシェルは均一に且つ安定的に形成されず、また還元も不均一に進んでしまうと考えられる。

　また、混合物を塊成化するためにどのような装置を用いたとしても、ランニングコストがかかってしまい、処理時間も必要となる。また、ロスも発生するうえ、塊成物が移動中や処理中に割れたり、クラックが入ったりして、収率低下に繋がってしまう可能性がある。さらには、塊成物が数ｍｍ～数ｃｍ程度の大きさでは、得られるフェロニッケルも小さくなってしまい、メタルの回収が困難になり、その結果として収率低下にも繋がる。

　加えて、ペレットを還元処理する際には、可能な限り均一な温度を維持することが重要となる。

　また、還元されて生成したフェロニッケルを粗大化させることも非常に重要な技術である。なぜなら、生成したフェロニッケルが、例えば数１０μｍ～数１００μｍ以下の細かな大きさであった場合、同時に生成したスラグと分離することが困難となり、フェロニッケルとしての回収率（収率）が大きく低下してしまうためである。このことから、還元後のフェロニッケルを粗大化する処理が必要となる。

　また、製錬コストを如何に低く抑えることができるかについても重要な技術的事項であり、コンパクトな設備で操業できる連続処理が望まれている。

　例えば、特許文献２には、金属酸化物と炭素質還元剤とを含む塊成物を、移動床型還元溶融炉の炉床上に供給して加熱し、金属酸化物を還元溶融させる粒状金属の製造方法において、塊成物同士の距離を０としたときの塊成物の炉床への最大投影面積率に対する、塊成物の炉床への投影面積率の相対値を敷密度としたとき、平均直径が１９．５ｍｍ以上３２ｍｍ以下の塊成物を、敷密度が０．５以上０．８以下になるように炉床上に供給して加熱する方法が開示されている。この方法では、塊成物の敷密度と平均直径とを併せて制御することで、粒状金属鉄の生産性を高められることが記載されている。

　しかし、特許文献２に開示されている方法は、塊成物の外側で起こる反応を制御するための技術であり、還元反応において最も重要な因子である、塊成物の内部で起きる反応の制御については着目していない。他方で、塊成物の内部で起きる反応を制御することで、反応効率を高め、還元反応をより均一に進めることで、より高品質のメタル（金属、合金）を得ることが求められていた。

　また、特許文献２にあるような、特定の直径を有するものを塊成物として用いる方法は、特定の直径を有しないものを取り除く必要があるため、塊成物を作製する際の収率が低いものであった。また、特許文献２にある方法は、塊成物の敷密度を０．５以上０．８以下に調整する必要があり、塊成物を積層させることもできないため、生産性の低い方法であった。これらの理由により、特許文献２にある方法は、製造コストが高いものであった。

　さらに大きな課題として、特許文献２のように、原料を全て熔解して還元するいわゆる全熔解法を用いたプロセスでは、操業コストの面で大きな課題があった。

　例えば、上記のニッケル酸化鉱石を完全に熔融するには、１５００℃以上もの高温が必要になる。このような高温を得るのには多大なエネルギーコストが掛かり、またそのような高温で用いる炉は傷み易くなるので、補修費も掛かる課題があった。

　また、原料となるニッケル酸化鉱石には、目的とするニッケルが１％程度しか含まれておらず、ニッケルに相応する鉄以外は回収する必要がないにも拘らず、回収不要な成分までもすべて熔融させることになるため、著しく効率的でない。

　そこで、必要なニッケルだけを還元し、ニッケルよりもはるかに多く含まれる鉄の還元を部分的にしか行わない、部分熔解による還元方法が検討されてきた。しかしながら、このような部分還元法（あるいはニッケル優先還元法ともいう）では、原料を完全に熔解しない半固体状態に維持しながら還元反応を行うため、ニッケルを１００％完全に還元しながら、他方で鉄の還元をニッケルに相応する範囲に留めるように反応を制御することは容易でない。このことから、原料内における還元において部分的なばらつきが生じ易くなり、また、ニッケル回収率が低下することで、効率的な操業を行うことが難しい課題があった。

　このように、酸化鉱石を混合及び還元して金属や合金を製造する技術には、生産性や効率性を高め、製造コストを低減させ、メタルの品質を高める点で、多くの課題があった。

特開２００４－１５６１４０号公報特開２０１１－２５６４１４号公報

　本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、酸化鉱石と炭素質還元剤とを含む混合物を還元することによって金属又は合金を製造する方法において、生産性や効率性の良好な方法を提供することを目的とする。

　本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、少なくとも酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合して得られた混合物を混練し、又は混合物成形体にすることにより、還元反応の効率が高い金属や合金を製造できることを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明は以下のものを提供する。

　（１）本発明の第１の発明は、酸化鉱石を含有する混合物を還元することによって金属又は合金を製造する酸化鉱石の製錬方法であって、少なくとも前記酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合する混合処理工程と、得られる混合物を成形して混合物成形体を得る混合物成形工程と、得られた混合物成形体を還元炉にて所定の還元温度で加熱する還元工程と、を有する、酸化鉱石の製錬方法である。

　（２）本発明の第２の発明は、第１の発明において、前記混合物成形工程では、前記混合物を棒状又は円柱状に成形し、成形して得られた混合物を切断して平板状又は円盤状のペレットとする、酸化鉱石の製錬方法である。

　（３）本発明の第３の発明は、第２の発明において、前記還元工程では、前記還元炉として移動炉床炉を用い、該移動炉床炉に前記平板状又は円盤状のペレットを装入して還元加熱する、酸化鉱石の製錬方法である。

　（４）本発明の第４の発明は、第１の発明において、前記混合物成形工程では、混合物成形体としてペレットを形成し、前記還元工程では、前記ペレットを積層してペレット積層体を形成し、前記ペレット積層体を前記還元炉に装入して前記加熱を行う、酸化鉱石の製錬方法である。

　（５）本発明の第５の発明は、第４の発明において、前記混合物成形工程では、前記混合物を立方体、直方体又は円柱の形状に成形する、酸化鉱石の製錬方法である。

　（６）本発明の第６の発明は、第４又は第５の発明において、前記混合物成形工程では、前記混合物を８０００ｍｍ^３以上の体積に成形する、酸化鉱石の製錬方法である。

　（７）本発明の第７の発明は、第４乃至第６のいずれかの発明において、前記還元工程では、前記還元炉として移動炉床炉を用い、該移動炉床炉の炉床にペレット積層体を装入して前記加熱を行う、酸化鉱石の製錬方法である。

　（８）本発明の第８の発明は、第１の発明において、前記還元工程では、厚さが１７ｍｍ以上になるように成形された前記混合物成形体を前記還元炉に装入して加熱を行う、酸化鉱石の製錬方法である。

　（９）本発明の第９の発明は、第８の発明において、前記混合物成形工程では、前記混合物成形体として、厚さが１７ｍｍ以上のペレットを得る、酸化鉱石の製錬方法である。

　（１０）本発明の第１０の発明は、第１の発明において、前記還元工程では、前記混合物成形体の重心から表面への最短の長さが１０ｍｍ以上になるように成形された該混合物成形体を前記還元炉に装入して前記加熱を行う、酸化鉱石の製錬方法である。

　（１１）本発明の第１１の発明は、第１０の発明において、前記混合物成形工程では、前記混合物成形体として、重心から表面への最短の長さが１０ｍｍ以上のペレットを得る、酸化鉱石の製錬方法である。

　（１２）本発明の第１２の発明は、第１の発明において、前記混合物成形工程では、前記還元炉内の温度分布に応じた厚みに前記混合物を成形し、前記還元工程では、前記還元炉内の温度分布に応じた箇所に、厚みを調整した前記混合物成形体を装入して前記加熱を行う、酸化鉱石の製錬方法である。

　（１３）本発明の第１３の発明は、第１２の発明において、前記還元工程では、前記混合物成形体に対する加熱に先立ち、前記還元炉を前記還元温度で空焚きすることによって該還元炉内の温度分布を測定する、酸化鉱石の製錬方法である。

　（１４）本発明の第１４の発明は、第１２又は第１３の発明において、前記混合物成形工程では、前記混合物成形体としてペレットに成形する、酸化鉱石の製錬方法である。

　（１５）本発明の第１５の発明は、第１４の発明において、前記還元工程では、前記還元炉内の温度分布において最高温度になる箇所に、厚みが最大となる前記ペレットを装入する、酸化鉱石の製錬方法である。

　（１６）本発明の第１６の発明は、第１２乃至第１５のいずれかの発明において、前記還元工程では、前記還元炉内の温度分布における最高温度になる箇所に装入する前記混合物成形体の厚みを１００％としたときに、該温度分布における温度が１．０℃下がるごとに、前記混合物成形体の厚みを０．２０％以上０．８０％以下の範囲で減少するように調整した該混合物成形体を該還元炉に装入する、酸化鉱石の製錬方法である。

　（１７）本発明の第１７の発明は、第１の発明において、前記混合物成形工程では、前記混合物を所定の容器に充填することで成形し、前記混合物成形体として混合物充填容器を得る、酸化鉱石の製錬方法である。

　（１８）本発明の第１８の発明は、第１７の発明において、前記還元工程では、前記混合物充填容器に蓋をした状態で加熱する、酸化鉱石の製錬方法である。

　（１９）本発明の第１９の発明は、第１７又は第１８の発明において、前記容器は、直方体又は立方体の形状を有している、酸化鉱石の製錬方法である。

　（２０）本発明の第２０の発明は、第１７乃至第１９のいずれかの発明において、前記還元工程では、前記還元炉として移動炉床炉を用い、該移動炉床炉に前記混合物充填容器を装入して還元加熱する、酸化鉱石の製錬方法である。

　（２１）本発明の第２１の発明は、第１の発明において、前記混合処理工程では、前記酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合及び混練する、酸化鉱石の製錬方法である。

　（２２）本発明の第２２の発明は、第２１の発明において、前記還元工程では、前記混合物の表面に前記金属又は合金からなる殻を生成させることなく、前記酸化鉱石を還元する、酸化鉱石の製錬方法である。

　（２３）本発明の第２３の発明は、第１乃至第２２のいずれかの発明において、前記還元工程における還元温度は、１２５０℃以上１４５０℃以下である、酸化鉱石の製錬方法である。

　（２４）本発明の第２４の発明は、第１乃至第２３のいずれかの発明において、前記還元工程を行った後、スラグを分離して金属又は合金を得る分離工程をさらに有する、酸化鉱石の製錬方法である。

　（２５）本発明の第２５の発明は、第１乃至第２４のいずれかの発明において、前記酸化鉱石がニッケル酸化鉱石である、酸化鉱石の製錬方法である。

　（２６）本発明の第２６の発明は、第２５の発明において、前記合金としてフェロニッケルを得る、酸化鉱石の製錬方法である。

　本発明によれば、酸化鉱石と炭素質還元剤とを含む混合物から金属や合金を製造する方法において、生産性や効率性の良好な方法を提供することができる。

酸化鉱石の製錬方法の流れの一例を示す工程図である。混合物成形工程における処理の流れの一例を示す処理フロー図である。塊状化処理工程における処理の流れを示す処理フロー図である。第１実施形態におけるディスク状の塊状物（ペレット）を模式的に示す図である。第２実施形態の還元工程における処理の流れの一例を示す処理フロー図である。第２実施形態におけるペレット積層体を模式的に示す斜視図である。第３実施形態におけるペレットの例を示す斜視図及び側面断面図である。第４実施形態におけるペレットの例を示す斜視図及び側面断面図である。第５実施形態の還元工程における処理の流れの一例を示す処理フロー図である。第６実施形態における直方体の形状を有する容器の例を示す上面図及び側面図である。第７実施形態の混合処理工程における処理の流れの一例を示す処理フロー図である。還元炉の炉床における温度分布の一例を表すグラフである。実施例Ｅ１における混合物成形体の厚みの分布を表すグラフである。実施例Ｅ２における混合物成形体の厚みの分布を表すグラフである。実施例Ｅ３における混合物成形体の厚みの分布を表すグラフである。比較例Ｅ１における混合物成形体の厚みの分布を表すグラフである。比較例Ｅ２における混合物成形体の厚みの分布を表すグラフである。比較例Ｅ３における混合物成形体の厚みの分布を表すグラフである。

　以下、本発明の具体的な実施形態（以下、「本実施の形態」という）について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。また、本明細書において、「Ｘ～Ｙ」（Ｘ、Ｙは任意の数値）との表記は、「Ｘ以上Ｙ以下」の意味である。

　本明細書における「ペレット」とは、酸化鉱石と、炭素質還元剤との混合物から製造される塊状の成形体（ペレット、ブリケット等）を意味する。そして、該ペレットの形状は限定されず、立方体、直方体、円柱又は球の形状であってよい。

　≪酸化鉱石の製錬方法≫
　本発明に係る酸化鉱石の製錬方法は、酸化鉱石を含有する混合物を加熱し還元することによって金属又は合金を製造する酸化鉱石の製錬方法であって、少なくとも前記酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合する混合処理工程と、得られる混合物を成形して混合物成形体を得る混合物成形工程と、前記混合物成形体を還元炉にて所定の還元温度で加熱する還元工程と、を有する。

　図１は、酸化鉱石の製錬方法の流れの一例を示す工程図である。この図１に示すように、本発明に係る酸化鉱石の製錬方法は、酸化鉱石を含む原料を混合する混合処理工程Ｓ１と、得られる混合物を所定の形状に成形して混合物成形体を得る混合物成形工程Ｓ２と、得られた混合物成形体を還元炉にて所定の還元温度で加熱する還元工程Ｓ３と、還元工程Ｓ３にて生成したメタルとスラグとを分離してメタルを回収する分離工程Ｓ４とを有する。

　以下では、原料鉱石となる酸化鉱石であるニッケル酸化鉱石から混合物成形体を形成し、その混合物成形体中で、ニッケル（酸化ニッケル）を優先的に還元させ、また、鉄（酸化鉄）を部分的に還元することで、鉄－ニッケル合金のメタル（還元メタル）を生成させ、さらに、そのメタルを分離することによってフェロニッケルを製造する製錬方法を例に挙げて説明する。なお、他の金属酸化物からなる酸化鉱石の製錬方法も同じように考えることができる。

　＜１．第１実施形態＞
　第１実施形態に係る酸化鉱石の製錬方法は、原料鉱石である酸化鉱石を含んだ原料の混合物から混合物成形体であるペレットを形成し、そのペレットを製錬炉（還元炉）に装入して還元処理を施すことによって、メタルとスラグとを生成させるものである。より具体的には、ニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合して得られた混合物を、棒状又は円柱状に成形し、成形して得られた成形物を切断して平板状又は円盤状のペレットとするものである。

　［１－１．混合処理工程］
　混合処理工程Ｓ１は、ニッケル酸化鉱石を含む原料粉末を他の原料と混合して混合物を得る工程である。具体的には、この混合処理工程Ｓ１では、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石とともに、炭素質還元剤を添加し、また任意成分の添加剤として、鉄鉱石、フラックス成分、バインダー等の、例えば粒径が０．２ｍｍ～０．８ｍｍ程度の粉末を添加し、これらを混合して混合物を得る。ここで、ニッケル酸化鉱を含む原料粉末の混合は、混合機等を用いて行うことができる。

　原料鉱石であるニッケル酸化鉱石としては、特に限定されないが、リモナイト鉱、サプロライト鉱等を用いることができる。なお、このニッケル酸化鉱石は、構成成分として、酸化ニッケル（ＮｉＯ）と酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）とを含有する。

　本実施の形態においては、原料鉱石に対して特定量の炭素質還元剤を混合して混合物を得る。炭素質還元剤としては、特に限定されないが、例えば、石炭粉、コークス粉等が挙げられる。なお、この炭素質還元剤は、上述した原料鉱石であるニッケル酸化鉱石の粒度や粒度分布と同等のものであることが好ましい。粒度や粒度分布が同等であることにより、均一に混合し易くなり、還元反応も均一に生じることになるため好ましい。

　炭素質還元剤の混合量、すなわち成形後に混合物成形体に存在することになる炭素質還元剤の量としては、ニッケル酸化鉱石を構成する酸化ニッケルをより多く還元させ、且つ、酸化鉄を部分的に還元させる量であることが好ましい。より具体的には、ニッケル酸化鉱石に含まれる酸化ニッケルと、酸化鉄とを過不足なく還元するのに必要な炭素質還元剤の量を１００％としたとき、６０．０％以下の割合とすることが好ましく、５０．０％以下の割合とすることがより好ましく、４０．０％以下の割合とすることがさらに好ましく、３５．０％以下とすることがさらに好ましい。他方で、６０．０％を超える炭素量では、還元反応が進み過ぎて鉄の還元量が多くなってしまい、鉄－ニッケル合金中のニッケル品位が低下する等、品質面の問題が生じるため好ましくない。

　このように、成形後の混合物成形体の内部に存在する炭素質還元剤の量（炭素質還元剤の混合量）が、化学当量の合計値を１００％としたときに６０．０％以下の割合になるように、混合物に炭素質還元剤を含有させることで、より効果的に、還元加熱処理によって混合物成形体の表面に金属成分により生成した殻（メタルシェル）を均一に生成させることができるため、生産性及び品質の面で好ましい。また、還元反応が進み過ぎて鉄の生成量が多くなってしまうと鉄－ニッケル合金中のニッケル品位が低下することがあるが、混合物成形体に含まれる炭素質還元剤の量を６０．０％以下とすることで、ニッケル品位の低下を抑えることができる。

　炭素質還元剤の混合量の下限値としては、特に限定されないが、化学当量の合計値を１００％としたときに、５．０％以上の割合とすることが好ましく、８．０％以上の割合とすることがより好ましく、１０．０％以上の割合とすることがさらに好ましく、１２．０％以上の割合とすることがさらに好ましく、１５．０％以上の割合とすることがさらに好ましい。このように、炭素質還元剤の混合量を５．０％以上とすることにより、ニッケル品位の高い鉄－ニッケル合金が製造し易くなる。他方で、炭素質還元剤の混合量を５．０％以上にしないと、ニッケルの還元が不十分となるため、生産性が低下する。

　なお、酸化ニッケルと酸化鉄とを過不足なく還元するのに必要な炭素質還元剤の量とは、形成される混合物成形体に含まれる酸化ニッケルの全量をニッケルメタルに還元するのに必要な化学当量と、混合物成形体に含まれる酸化鉄を鉄メタルに還元するのに必要な化学当量との合計値（以下、「化学当量の合計値」ともいう）と言い換えることができる。

　ニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤のほか、混合物における鉄－ニッケル比を調整するために任意成分として添加する添加剤である鉄鉱石としては、特に限定されないが、例えば、鉄品位が５０％程度以上のものや、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬により得られるヘマタイト等を用いることができる。

　また、バインダーとしては、例えば、ベントナイト、多糖類、樹脂、水ガラス、脱水ケーキ等を挙げることができる。また、フラックス成分としては、例えば、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、二酸化珪素等を挙げることができる。

　下記表１に、混合処理工程Ｓ１にて混合する、一部の原料粉末の組成（重量％）の一例を示す。なお、原料粉末の組成としてはこれに限定されない。

　［１－２．混合物成形工程］
　混合物成形工程Ｓ２は、混合処理工程Ｓ１にて得られた原料粉末の混合物を成形し、必要に応じて乾燥させて、混合物成形体を得る工程である。

　図２は、混合物成形工程Ｓ２における処理の流れを示す処理フロー図である。この図２に示すように、混合物成形工程Ｓ２は、酸化鉱石を含む原料の混合物を塊状化（造粒）してペレットを得る塊状化処理工程Ｓ２１ａと、酸化鉱石を含む原料の混合物やその成形体を所定の還元用の容器に充填して混合物充填容器を得る容器充填工程Ｓ２１ｂとに大別され、本実施形態では、このうち塊状化処理工程Ｓ２１ａを有する。ここで、本実施形態では、混合物成形工程Ｓ２において、塊状化処理工程Ｓ２１ａの後に、混合物を乾燥する任意の乾燥処理工程Ｓ２２を有してもよい。

　（１）塊状化処理工程
　塊状化処理工程Ｓ２１ａは、混合処理工程Ｓ１にて得られた原料粉末の混合物に対して塊状化（造粒）を行い、混合物成形体として、所定の形状及び大きさを有する、ペレット、ブリケット等の塊状の成形体（以下、単に「ペレット」という。）を得る工程である。

　図３は、塊状化処理工程Ｓ２１ａにおける処理の流れを示す処理フロー図である。この図３に示すように、塊状化処理工程Ｓ２１ａは、原料粉末の混合物を、棒状又は円柱状に成形する成形工程Ｓ２１１と、成形して得られた混合物を平板状又は円盤状に切断してペレットを得る切断工程Ｓ２１２とを有する。この塊状化処理工程Ｓ２１ａの後に、混合物を乾燥する任意の乾燥処理工程Ｓ２２を有してもよい。

　このように本実施の形態においては、原料粉末の混合物を棒状又は円柱状に成形し、続いて、その成形物を切断して、平板状又は円盤状にすることを特徴としており、ここから平板状又は円盤状のペレットを製造する。このような平板状又は円盤状のペレットによれば、形状のばらつきが非常に小さく、安定していることから、安定した品質が得られ、またパン型造粒機で造粒したペレットのように表面に凸凹が生じるようなことがなく、滑らかに仕上げることができる。また、平板状又は円盤状のペレットを還元炉で還元加熱処理することによって、その表面に均一にメタルシェルを生成させることができ、還元反応の効率低下や得られるフェロニッケルの組成ばらつきの発生を効果的に防ぐことができる。

　　［成形工程］
　成形工程Ｓ２１１は、混合処理工程Ｓ１にて得られた、原料粉末の混合物（少なくとも、ニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合して得られた混合物）を成形する工程である。具体的に、成形工程Ｓ２１１では、混合物を、棒状又は円柱状に成形する。

　成形工程Ｓ２１１では、例えば、ペレット成形装置を用いて混合物を成形することができる。ペレット成形装置としては、特に限定されないが、高圧、高せん断力で混合物を混練して成形できるものであることが好ましく、特に、二軸スクリュータイプの混練機（二軸混練機）を備えたものであることが好ましい。高圧、高せん断で混合物を混練することにより、原料粉の混合物の凝集を解くことができ、また効果的に混練することができるうえ、得られるペレットの強度を高めることができる。また、二軸混練機を備えたものを用いることにより、高圧、高せん断で混練できるだけでなく、連続的に高い生産性を保ちながらペレットを製造することができ、特に好ましい。

　なお、ブリケットプレスを用いて成形することも可能であるが、高いせん断を加えることができず、ペレットの強度が十分に向上しない可能性があり、これにより、処理中にクラックが発生したり、崩壊したりしやすくなり、また形状もバラつきが生じて広い範囲での粒度分布ができてしまう。また、ブリケットプレスを用いた場合には、成形したペレットからはみ出した部分（金型との間からはみ出すもので、いわゆる「耳」と呼ばれる部分）ができてしまい、品質や収率の低下を避けることが困難になる。

　また、後述する切断工程Ｓ２１２での成形した混合物の切断の操作を連続的に行うようにするために、使用するペレット成形装置における排出口に切断機が設けられたものを用いることがより好ましい。このようなペレット成形装置を用いることで、所望とする形状に高い精度で切断することができ、形状のばらつきがないペレットを、連続的な操作のなかで高い生産性を保ちながら製造することができる。また、このように連続的な処理により製造することで、得られるペレット同士の品質のばらつきを小さくすることができる。

　　［切断工程］
　切断工程Ｓ２１２は、成形して得られた棒状又は円柱状の混合物（成形物）を切断する工程である。具体的に、切断工程Ｓ２１２では、棒状又は円柱状の成形物を、平板状又は円盤状に切断する。ここで、平板状又は円盤状との形状を、「ディスク状」とも表現する。

　図４は、切断工程Ｓ２１２にて成形物を切断して得られる、混合物成形体であるディスク状のペレットを模式的に示す図であり、（Ａ）は外観斜視図であり、（Ｂ）は上面図及び側面図である。この図４に示すディスク状のペレットを「ペレット１ａ」と表記する。なお、混合物成形工程Ｓ２では、このようにして得られたディスク状のペレットを乾燥することができ、乾燥後のペレットの形状も、図４の模式図に示すものと同様となる。

　ディスク状のペレット１ａの大きさとしては、特に限定されないが、その直径（Ｄ）が５ｍｍ～３０ｍｍ程度であることが好ましい。また、その直径（Ｄ）と高さ（Ｈ）のとの比であるアスペクト比（下記（１）式）としては、０．３以上２．０以下の範囲であることが好ましく、０．５以上１．５以下であることがより好ましい。
　アスペクト比＝Ｄ／Ｈ　　・・・（１）式

　なお、図４に示すように、直径（Ｄ）とは、円板面の一方を下にして上面から視たときその円板面の直径をいい、高さ（Ｈ）とは、円板面の一方を下にして載置したときの底面であるその円板面からの高さをいう。

　このように、アスペクト比が、好ましくは０．３以上２．０以下の範囲、より好ましくは０．５以上１．５以下の範囲となるディスク状のペレット１ａとすることによって、製造されるペレットの割れを効果的に防ぐことができ、それによりペレット表面に均一なメタルシェルを生成させて、所望とする還元反応を生じさせることができる。

　また、このようにディスク状のペレット１ａとし、その円板面が下になるように還元炉の炉床に載置することで、還元炉内でペレットが移動したり、転がったりすることを防ぐことができ、還元反応を安定して生じさせることができ、組成のばらつきを抑えることができる。また、ディスク状のペレットであることにより、ペレット内でメタル化したフェロニッケルが均一に沈降するようになり、そのメタルの分離が容易となって、回収率を向上させることができる。

　なお、上述したように、切断工程Ｓ２１２における混合物の切断処理は、成形工程Ｓ２１１での成形処理に引き続き連続的な操作で行うことが好ましい。具体的には、排出口に切断機が設けられたペレット成形装置を使用し、そのペレット成形装置に混合物を投入し、棒状又は円柱状に成形したのち、排出される成形物をその排出口にて切断機によりディスク状に切断する。このように、連続的な処理でペレットを製造することで、生産性を高くすることができ、またペレット同士の品質のばらつきを小さくすることができる。

　（２）乾燥処理工程
　乾燥処理工程Ｓ２２は、塊状化処理工程Ｓ２１ａにて得られた混合物成形体（本実施形態においてはディスク状のペレット）を乾燥処理する任意の工程である。ここで、塊状化処理工程Ｓ２１ａにより得られたペレットは、その水分が例えば５０重量％程度と過剰に含まれている。そのため、過剰の水分を含むペレットを急激に還元温度まで昇温すると、水分が一気に気化し膨張することでペレットを破壊することがある。

　したがって、ペレットに対して乾燥処理を施し、例えばペレットの固形分が７０重量％程度で、水分が３０重量％程度となるようにすることで、次工程の還元工程Ｓ３における還元加熱処理で、ペレットが崩壊することを防ぐことができ、それにより還元炉からの取り出しが困難になることを防ぐことができる。また、ペレットは、過剰な水分によりべたべたした状態となっていることが多く、乾燥処理を施すことによって、取り扱いを容易にすることができる。

　具体的に、乾燥処理工程Ｓ２２におけるペレットに対する乾燥処理としては、特に限定されないが、例えば２００℃～４００℃の熱風をペレットに対して吹き付けて乾燥させる。ここで、熱風の温度は、好ましくは２００℃、より好ましくは３００℃とする。なお、この乾燥処理時におけるペレットの温度としては１００℃未満とすることが、ペレットが破壊されにくくなり好ましい。

　ここで、特に体積の大きなペレットを乾燥させる場合、乾燥前や乾燥後のペレットにひびや割れが入っていてもよい。ペレットの体積が大きい場合には、混合物にひびや割れが生じることが多い。しかしながら、ペレットの体積が大きい場合には、ひびや割れによって生じる表面積の増加等の影響は僅かであるため、大きな問題は生じ難い。そのため、還元前の、乾燥前や乾燥後のペレットに、ひびや割れがあってもよい。

　なお、還元炉への装入等の取り扱い時や還元加熱処理時に、破壊が生じない態様となっていれば、乾燥処理工程Ｓ２２における乾燥処理を省略することができる。

　下記表２に、乾燥処理後のペレットにおける固形分中組成（重量部）の一例を示す。なお、乾燥処理後のペレットの組成としては、これに限定されるものではない。

　［１－３．還元工程］
　還元工程Ｓ３では、混合物成形工程Ｓ２で得られたペレットを所定の還元温度に還元加熱する。この還元工程Ｓ３におけるペレットに対する還元加熱処理により、製錬反応（還元反応）が進行して、メタルとスラグとが生成する。

　還元工程Ｓ３における還元加熱処理は、還元炉等を用いて行われる。具体的には、ペレットを、例えば１４００℃程度の温度に加熱した還元炉に装入することによって還元加熱する。ここで、還元温度の下限は、好ましくは１２５０℃、より好ましくは１３００℃にすることができる。また、還元温度の上限は、好ましくは１４５０℃、より好ましくは１４００℃にすることができる。なお、本実施の形態における「還元温度」は、炉内において温度が最も高くなる部分の温度を意味する。例えば、移動炉床炉の場合、幅方向（炉床移動方向に対して直角に交わる方向であり、ペレット積層体が置かれる面内にある方向）において実質的に中心になる箇所における温度である。特に、ロータリーハース炉等の回転炉床炉の場合であれば、幅方向（回転炉床の中心軸からの径方向であり、ペレット積層体が置かれる面内にある方向）における中心付近の温度である。

　還元炉において還元加熱処理を行う時間は、還元炉の温度に応じて設定されるが、１０分以上であることが好ましく、１５分以上であることがより好ましい。他方で、還元加熱処理を行う時間の上限は、製造コストの上昇を抑える観点から、５０分以下としてもよく、４０分以下としてもよい。

　還元工程Ｓ３における還元加熱処理では、例えば１分程度のわずかな時間で、先ず還元反応の進みやすいペレットの表面近傍において、ペレットに含まれる酸化ニッケル及び酸化鉄が還元されメタル化して、鉄－ニッケル合金となり、シェル（以下、「殻」ともいう）を形成する。一方で、殻の中では、その殻の形成に伴ってペレットに含まれるスラグ成分が徐々に熔融して液相のスラグが生成する。これにより、１個のペレット中では、フェロニッケルからなるメタル（以下、単に「メタル」という）と、酸化物からなるスラグ（以下、単に「スラグ」という）とが分かれて生成する。

　そして、還元工程Ｓ３における還元加熱処理の処理時間をさらに１０分程度まで延ばすことにより、還元反応に関与しない余剰の炭素質還元剤の炭素成分が、鉄－ニッケル合金に取り込まれて融点を低下させる。その結果、炭素成分を取り込んだ鉄－ニッケル合金は溶解して液相となる。

　特に、本実施形態においては、ディスク状のペレットを製造し、そのペレットを還元炉にて還元加熱していることから、安定してペレット表面にメタルシェルを生成させることができ、またそれにより、安定的に且つ効率よく還元反応が進行して、組成のばらつきのないフェロニッケルを、高い生産性で効率よく製造することができる。

　上述したように、還元加熱処理によって、ペレットに含まれるスラグは熔融して液相となっているが、既に分離して生成したメタルとスラグとは混ざり合うことがなく、その後の冷却によってメタル固相とスラグ固相との別相として混在する混在物となる。この混在物の体積は、装入したペレットを構成する混合物の体積と比較すると、５０％～６０％程度の体積に収縮している。

　上述した還元反応によって、ペレットから大きな塊のメタルとスラグとが得られ、還元反応が最も理想的に進行した場合、装入した１個のペレットに対して、１個のメタル固相と１個のスラグ固相とを混在させた１個の混在物として得られ、「だるま状」の形状の固体となる。ここで、「だるま状」とは、メタル固相とスラグ固相とが接合した形状である。このような、大きな塊の固体メタルが得られる場合、その固体メタルは粒子のサイズとしては最大となるので、還元炉から回収する際に、メタルを回収する手間が少なく、またメタル回収率の低下を抑制することができる。

　混合物成形体としてペレットを還元炉に装入する本実施形態では、得られたペレットを還元炉に装入するにあたって、予めその還元炉の炉床に炭素質還元剤（以下、「炉床炭素質還元剤」ともいう）を敷き詰めて、その敷き詰められた炉床炭素質還元剤の上にペレットを載置するようにしてもよい。また、ペレットを還元炉に装入した後、炭素質還元剤を用いてペレットを覆い隠す状態とすることができる。このように、炉床に炭素質還元剤が敷き詰められた還元炉にペレットを装入し、又は、装入したペレットを覆い隠すように炭素質還元剤で包囲させた状態で還元加熱処理を施すことで、ペレットの強度がより効果的に維持されるため、ペレットの崩壊を抑制しながら、効果的に製錬反応を進行させることができる。

　還元加熱処理に用いる還元炉としては、特に限定されないが、移動炉床炉を用いることが好ましい。還元炉として移動炉床炉を使用することにより、連続的に還元反応が進行し、一つの設備で反応を完結させることができ、各工程における処理を別々の炉を用いて行うよりも処理温度の制御を的確に行うことができる。また、各処理間でのヒートロスを低減して、より効率的な操業が可能となる。つまり、別々の炉を使用した反応を行った場合、炉と炉との間でペレットを移動させる際に、温度が低下してヒートロスが生じ、また反応雰囲気に変化を生じさせてしまい、ペレットを炉に再装入したときに即座に反応を生じさせることができない。これに対して、移動炉床炉を使用して一つの設備で各処理を行うことで、ヒートロスが低減されるとともに炉内雰囲気も的確に制御できるため、反応をより効果的に進行させることができる。これらのことにより、より効果的に、ニッケル品位が高い鉄－ニッケル合金を得ることができる。

　移動炉床炉としては、特に限定されず、回転炉床炉や、ローラーハースキルン等を用いることができる。このうち回転炉床炉としては、例えば、円形状であって複数の処理領域に区分けされた回転炉床炉（ロータリーハース炉）を用いることができる。この回転炉床炉では、所定の方向に回転しながら、各領域においてそれぞれの処理を行う。このとき、各領域を通過する際の時間（移動時間、回転時間）を制御することで、それぞれの領域での処理温度を調整することができ、回転炉床炉が１回転するごとにペレットが製錬処理される。

　［１－４．分離工程］
　分離工程Ｓ４では、還元工程Ｓ３にて生成したメタルとスラグとを分離してメタルを回収する。具体的には、還元加熱処理によって得られた、メタル相（メタル固相）とスラグ相（スラグ固相）とを含む混在物からメタル相を分離して回収する。

　固体として得られたメタル相とスラグ相との混在物からメタル相とスラグ相とを分離する方法としては、例えば、篩い分けによる不要物の除去に加えて、比重による分離や、磁力による分離等の方法を利用することができる。

　また、得られたメタル相とスラグ相は、濡れ性が悪いことから容易に分離することができ、上述した還元工程Ｓ３によって得られる大きな混在物に対して、例えば、所定の落差を設けて落下させる、あるいは篩い分けの際に所定の振動を与える等の衝撃を付与することで、その混在物から、メタル相とスラグ相とを容易に分離することができる。

　このようにしてメタル相とスラグ相とを分離することによって、メタル相を回収する。

　＜２．第２実施形態＞
　第２実施形態に係る酸化鉱石の製錬方法は、原料鉱石である酸化鉱石を含んだ原料の混合物から混合物成形体であるペレットを形成し、そのペレットを積層したものを製錬炉（還元炉）に装入して還元処理を施すことによって、メタルとスラグとを生成させるものである。より具体的には、少なくともニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤との混合物を成形して、例えば直方体又は円柱の形状等のペレットを形成し、そのペレットを積層することによってペレット積層体とし、そのペレット積層体に対して製錬炉（還元炉）内で加熱によって還元処理を施すものである。

　［２－１．混合物成形工程］
　本実施形態では、図２に示される混合物成形工程Ｓ２のうち、塊状化処理工程Ｓ２１ａを有する。ここで、本実施形態では、混合物成形工程Ｓ２において、塊状化処理工程Ｓ２１ａの後に、混合物を乾燥する任意の乾燥処理工程Ｓ２２を有してもよい。

　（１）塊状化処理工程
　本実施形態では、混合物成形工程Ｓ２は、の塊状化処理工程Ｓ２１ａにおいて混合物を成形する形状、すなわちペレットの形状は、積層することが可能な形状であればよいが、立方体、直方体、円柱又は球の形状であることが好ましく、立方体、直方体又は円柱の形状であることがより好ましく、立方体又は直方体の形状であることがさらに好ましい。混合物を立方体、直方体、円柱又は球の形状に成形することで、混合物のペレットへの成形が容易になるため、成形にかかるコストを抑えることができる。また、成形する形状が複雑でないため、成形不良のペレットの発生を低減することができる。

　特に、混合物を立方体、直方体又は円柱の形状に成形することにより、平面を互いに接触させて高さ方向に積層することが可能になり、安定した積層が可能になるため、均一な品質のペレットを得易くすることができる。また、還元炉の炉内に効率よく装入することが可能になるため、単体のペレットの形状を巨大化しなくても、一度の還元加熱処理によって還元処理される量を増加させることができる。さらに、還元炉に装入する際等に、ペレット積層体が崩れ落ち難くなるため、不良品の発生を低減させることができる。

　その中でも、混合物を立方体又は直方体の形状に成形することにより、特に炉床と平行な方向にペレットを並べたときにも、隣接するペレットとの接触面積を大きくすることができ、これにより隣接するペレットが対向している箇所でのシェルの形成が低減されるため、より大型で高品位のメタルを得易くすることができる。

　塊状化処理工程Ｓ２１ａによる成形後のペレットの大きさは、８０００ｍｍ^３以上の体積であることが好ましい。ペレットの体積を８０００ｍｍ^３以上にすることで、ペレットへの成形コストを抑えられ、また、取扱いを容易にしてペレット積層体とする際の工数を低減させることができる。また、ペレット全体に占める表面積の割合が小さくなり、これによりペレット積層体の表面と内部での還元速度の差が小さくなるため、高い品質のフェロニッケルを得易くすることができる。

　他方で、ペレットの大きさの上限は特に限定されないが、還元炉等の特徴や製造条件に応じて最適な形状、体積を選定すればよい。具体的な例として、ペレットの質量が大きくなることによるハンドリング性の低下を抑える観点から、例えば１×１０^６ｍｍ^３以下であってもよく、１×１０^５ｍｍ^３以下であってもよい。

　塊状化処理工程Ｓ２１ａでは、必要に応じて塊状化に必要な水分を混合物に添加した上で、例えばペレット成形装置（圧縮成形機、押出成形機等。あるいは、ペレタイザーともいう。）等を用いて、混合物をペレットに成形することができる。

　ペレット成形装置としては、特に限定されないが、高圧、高せん断力で混合物を混練して成形できるものであることが好ましく、特に、二軸スクリュータイプの混練機（二軸混練機）を備えたものであることが好ましい。高圧、高せん断で混合物を混練することにより、炭素還元剤や原料粉末等の凝集を解くことができ、また効果的に混練することができるうえ、得られるペレットの強度を高めることができる。また、二軸混練機を備えたものを用いることにより、高圧、高せん断で混練できるだけでなく、連続的に高い生産性を保ちながらペレットを製造することができ、特に好ましい。

　［２－２．還元工程］
　還元工程Ｓ３では、混合物成形工程Ｓ２で得られたペレットを積層してペレット積層体を形成し、このペレット積層体を還元炉に装入して、所定の還元温度に還元加熱する。このようにして、ペレット積層体に対して加熱処理することにより、製錬反応（還元反応）が進行して、メタルとスラグとが生成する。

　図５は、還元工程Ｓ３における処理の流れを示す処理フロー図である。本実施形態では、還元工程Ｓ３は、ペレットを積層してペレット積層体を形成するペレット積層工程Ｓ３１ａと、ペレット積層体を還元加熱してメタル相とスラグ相の混在物を得る加熱処理工程Ｓ３２ｂとを有する。

　（１）ペレット積層工程
　ペレット積層工程Ｓ３１ａは、ペレットを積層してペレット積層体を形成する工程である。このように、ペレット積層体を形成することで、一度の還元加熱処理によって還元処理されるペレットの量が増加するとともに、小分けされたペレットを還元炉の炉床等の所定の場所に配置してペレット積層体を形成できるため、ペレットを還元炉に設置する際のハンドリング性を高めることができる。なお、図６に、ペレット１ｂを積層することによって得られるペレット積層体の一例（ペレット積層体１０）を示す。

　ペレットを積層する際の高さ方向の段数は、２段以上であればよく、３段以上であることがより好ましい。ペレットを積層する際の段数を増加させることで、より高品質のメタルを得ることができる。また、回収されるメタルの粒径を大きくすることができ、且つ、メタルの回収率を高めることができる。特に、ペレットを３段以上積層させるときは、ペレットの体積を大きくすることで、より一層、炉内雰囲気中の酸素等の影響を低減させることができ、また、炉内におけるペレット占有率が増して均一な処理がし易くなるため、メタルの回収率をより高めることができる。

　なお、ペレットを積層する際の段数は、ペレット積層体の最大高さが、ペレットの最大高さの１倍超２倍以下であるときを「２段」とし、２倍超３倍以下であるときを「３段」としてもよい。

　ペレットを積層する際、炉床と平行な方向に隣りあうペレットは、互いに接するように配置することが好ましい。ペレットを互いに隣接するように配置することで、隣りあうペレットが対向している箇所でのシェルの形成が低減されるため、より大型で高品位のメタルを得易くすることができる。なお、炉床と平行な方向とは、ペレットを積層する高さ方向に対して垂直な方向、すなわち、水平方向をいう。

　図６は、本実施形態におけるペレット積層体を模式的に示す斜視図である。この図６に示すように、ペレットを積層する際、下段よりも上段のペレット１ｂの数が少なくなるようにペレット１ｂを配置し、ペレット積層体１０を形成してもよい。他方で、下段と上段のペレット１ｂの数が同じになるようにペレット１ｂを配置し、ペレット積層体１０を形成してもよい。

　ペレット積層工程Ｓ３１ａでは、ペレット積層体を還元炉に装入するにあたって、予めその還元炉の炉床に炭素質還元剤（以下、「炉床炭素質還元剤」ともいう）を敷き詰めて、その敷き詰められた炉床炭素質還元剤の上にペレットを載置してペレット積層体を形成してもよい。また、炉床炭素質還元剤上に載置したペレット積層体を、さらにその炭素質還元剤を用いて覆い隠す状態にすることができる。このように、炉床に炭素質還元剤が敷き詰められた還元炉にペレット積層体を形成し、さらにペレット積層体を覆い隠すように炭素質還元剤で包囲させた状態で還元加熱処理を施すことで、ペレット積層体を構成するペレットの強度がより効果的に維持されるため、ペレットの崩壊を抑制しながら、効果的に製錬反応を進行させることができる。

　（２）加熱処理工程
　加熱処理工程Ｓ３２ａは、ペレット積層体を還元炉に装入して、所定の還元温度に還元加熱する。ペレット積層体を加熱処理することにより、製錬反応（還元反応）が進行して、メタルとスラグとが生成する。なお、加熱処理工程Ｓ３２ａは、予め還元炉外でペレット積層体を形成した上でそのペレット積層体を還元炉内に装入して処理する態様に限られず、還元炉内に一つ一つのペレットを装入し、その還元炉の内部にてペレットを積層してペレット積層体を形成させて処理するようにしてもよい。

　本実施形態においては、ペレット積層体に対して還元加熱処理を行うことで、一度の還元加熱処理によって処理されるペレットの量が増加するため、還元加熱処理における処理効率を格段に高めることができる。また、還元加熱処理を行う際のペレットの見かけ上の体積が増加するため、組成のばらつきが非常に小さく、より高品質のメタルを得易くすることができる。

　加熱処理工程Ｓ３２ａにおける還元加熱処理は、還元炉等を用いて、第１実施形態の還元工程Ｓ３と同様に行われる。

　本実施形態では、加熱処理工程Ｓ３２ａにおける還元加熱処理により、先ず還元反応の進みやすいペレット積層体の表面近傍において酸化ニッケル及び酸化鉄が還元されメタル化して、鉄－ニッケル合金となり、シェル（以下、「殻」ともいう）を形成する。そのため、１個のペレット積層体の中で、フェロニッケル等の合金や金属からなるメタル（以下、単に「メタル」という）と、酸化物からなるスラグ（以下、単に「スラグ」という）とが分かれて生成する。

　本実施形態においては、還元加熱処理を行った後のペレット積層体は、大きな塊のメタルとスラグとの混在物になる。見かけ上の体積の大きなペレット積層体に対して還元加熱処理を行うことで、大きな塊のメタルが形成され易くなるため、還元炉から回収する際における回収の手間を低減させることができ、また、メタル回収率の低下を有効に抑えることができる。

　なお、混合処理工程Ｓ１と、混合物成形工程Ｓ２のうち乾燥処理工程Ｓ２２と、分離工程Ｓ４については、第１実施形態における製造方法の態様と同様であり、詳細な説明は省略する。

　＜３．第３実施形態＞
　第３実施形態に係る酸化鉱石の製錬方法は、混合物成形体の厚みが１７ｍｍ以上になるように成形された混合物成形体を還元炉に装入し、加熱によって還元処理を施すものである。例えば、少なくともニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤との混合物を、厚みが１７ｍｍ以上のペレットに成形し、このペレットを製錬炉（還元炉）に装入して、加熱によって還元処理を施すものである。

　［３－１．混合物成形工程］
　本実施形態では、図２に示される混合物成形工程Ｓ２のうち、塊状化処理工程Ｓ２１ａを有する。ここで、本実施形態では、混合物成形工程Ｓ２において、塊状化処理工程Ｓ２１ａの後に、混合物を乾燥する任意の乾燥処理工程Ｓ２２を有してもよい。

　図７は、ペレットの形状の一例を示す（ａ）斜視図及び（ｂ）側面図である。本実施形態では、混合物成形工程Ｓ２の塊状化処理工程Ｓ２１ａにおいて、混合物成形体であるペレット１ｃの厚さ（高さ）ｔが、１７ｍｍ以上となる部分を有するように成形（塊状化）することが好ましく、３０ｍｍ以上となる部分を有するように成形（塊状化）することがより好ましい。ペレット１ｃの厚さｔを大きくすることで、より多くのフェロニッケルメタルが下部に沈降するため、より大きなフェロニッケルを製造し易くすることができる。また、ペレット１ｃの体積に対する表面積の割合が減るようになるため、ペレット１ｃの表面と内部における還元速度の差を低減でき、組成の均一性が非常に高く、高品質のフェロニッケルを製造し易くすることができる。加えて、ペレット１ｃの厚さｔを大きくすることで、１回の還元処理における処理量を多くして生産性を高められ、また、ハンドリング性が高められるため、還元炉への装入及び取出しを容易に行うことができる。

　ペレット１ｃの厚さｔについて特定の上限値はなく、実際の操業で還元炉に装入でき、且つ還元時に加熱する熱が十分伝わる程度の大きさとすればよい。

　他方で、混合物成形工程Ｓ２による成形を行った後、還元工程Ｓ３においてペレットを２段以上重ねて還元炉に装入することで、厚さ１７ｍｍ以上となるようにペレット積層体を形成してもよく、この場合、ペレットの厚さｔの下限は限定されない。ペレットを２段以上で積層することで、ペレットを還元炉に設置する際のハンドリング性を高めながら、一度の還元加熱処理によって還元処理されるペレットの量を増加させることができる。これにより、大きなメタルを生成させることができる。

　ペレットの形状は、厚さｔが所定範囲内にある形状であり、また、厚さｔが還元炉の載置面からの高さになるように還元炉内に装入できる形状であればよい。その中でも、厚さ方向（高さ方向）以外についての大きさが、１７ｍｍを下回らないことが好ましく、３０ｍｍを下回らないことがより好ましい。厚さ方向（高さ方向）以外についての大きさが所定の範囲を下回らないようにすることで、ペレットの厚さを大きくしたときの効果を奏し易くすることができる。

　ペレットの形状の例としては、立方体、直方体、円柱又は球の形状を挙げることができる。特に、混合物を立方体、直方体、円柱又は球の形状に成形することで、混合物のペレットへの成形が容易になるため、成形にかかるコストを抑えることができる。また、成形する形状が複雑でないため、成形不良のペレットの発生を低減することができる。

　塊状化処理工程Ｓ２１ａでは、第２実施形態と同様に、必要に応じて塊状化に必要な水分を混合物に添加した上で、例えば塊状物製造装置等を使用して、混合物をペレットに成形することができる。

　本実施形態においては、所定以上の厚さのペレットに対して還元加熱処理を施すことにより、還元して得られたメタルがペレットの中を沈降することで、より大きなフェロニッケルメタルが生成される。そのため、製造効率の面でのロスを抑制しながらも、磁選等の処理によって簡易にフェロニッケルメタルを分離することができ、しかも高い回収率でメタルを回収することができる。また、ペレットの体積に対する表面積の割合が減ることで、ペレットの表面と内部における還元速度の差を低減できるため、組成の均一性が非常に高く、高品質のフェロニッケルを製造し易くすることができる。

　なお、混合処理工程Ｓ１と、混合物成形工程Ｓ２のうち乾燥処理工程Ｓ２２と、還元工程Ｓ３と、分離工程Ｓ４については、第１実施形態における製造方法の態様と同様であり、詳細な説明は省略する。

　＜４．第４実施形態＞
　第４実施形態に係る酸化鉱石の製錬方法は、混合物成形体の重心から表面への最短の長さが１０．０ｍｍ以上になるように成形された混合物成形体を還元炉に装入し、加熱によって還元処理を施すものである。例えば、少なくともニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤との混合物を、重心から表面への最短の長さが１０ｍｍ以上の混合物成形体であるペレットに成形し、このペレットを製錬炉（還元炉）に装入して、加熱によって還元処理を施すものである。

　［４－１．混合物成形工程］
　本実施形態では、図２に示される混合物成形工程Ｓ２のうち、塊状化処理工程Ｓ２１ａを有する。ここで、本実施形態では、混合物成形工程Ｓ２において、塊状化処理工程Ｓ２１ａの後に、混合物を乾燥する任意の乾燥処理工程Ｓ２２を有してもよい。

　図８は、ペレットの形状の一例を示す（ａ）斜視図及び（ｂ）側面図である。本実施形態では、混合物成形工程Ｓ２の塊状化処理工程Ｓ２１ａにおいて、混合物成形体であるペレット１ｄの重心から表面への最短長さｈが、１０ｍｍ以上になるように成形（塊状化）することが好ましく、１８ｍｍ以上になるように成形（塊状化）することがより好ましい。ペレット１ｄの重心から表面までの最短長さｈを１０ｍｍ以上と長くすることで、還元反応が均一に起きやすくなるため、高品質のフェロニッケルを製造し易くすることができる。また、ペレット１ｄが大型化することで、１回の還元処理における処理量を多くして生産性を高められ、また、形状の自由度が高められることでハンドリング性が高められるため、還元炉への装入及び取出しを容易に行うことができる。このように還元反応が均一に起きやすくなる理由としては、この最短長さｈを長くすることで、ペレット１ｄの表面付近において還元炉の雰囲気の影響を受ける混合物の割合が減少することが挙げられる。

　ペレット１ｄの重心から表面への最短長さｈについて特定の上限値はなく、実際の操業で還元炉に装入でき、且つ還元時に十分加熱する熱が伝わる程度の大きさとすればよい。

　他方で、混合物成形工程Ｓ２による成形を行った後、還元工程Ｓ３においてペレットを２段以上重ねて還元炉に装入することで、重心からの長さが１０ｍｍ以上となるようにペレット積層体を形成してもよく、この場合、ペレットの厚さｔの下限は限定されない。ペレットを２段以上で積層することで、ペレットを還元炉に設置する際のハンドリング性を高めながら、一度の還元加熱処理によって還元処理されるペレットの量を増加させることができる。これにより、大きなメタルを生成させることができる。

　ペレットの形状は、重心から表面への最短長さｈが所定範囲内にある限り特に限定されないが、例えば立方体、直方体、円柱又は球の形状に成形することができる。混合物を立方体、直方体、円柱又は球の形状に成形することで、混合物のペレットへの成形が容易になるため、成形にかかるコストを抑えることができる。また、成形する形状が複雑でないため、成形不良のペレットの発生を低減することができる。

　塊状化処理工程Ｓ２１ａでは、第２実施形態と同様に、必要に応じて塊状化に必要な水分を混合物に添加した上で、例えば塊状物製造装置等を使用して、混合物をペレットに成形することができる。ここで、特に、球状のペレットに成形する場合には、パン型等の造粒機を使用してもよい。

　本実施の形態においては、重心から表面への最短の長さが１０ｍｍ以上になるように成形されたペレットに対して還元加熱処理を行う。このように、重心から表面への最短の長さが所定の長さ以上となったペレットに対して還元加熱処理を行うことで、より大きなフェロニッケルを製造し易くすることができる。また、ペレットの体積に対する表面積の割合が減ることで、ペレットの表面と内部における還元速度の差を低減できるため、組成の均一性が非常に高く、高品質のフェロニッケルを製造し易くすることができる。

　なお、混合処理工程Ｓ１と、混合物成形工程Ｓ２のうち乾燥処理工程Ｓ２２と、還元工程Ｓ３と、分離工程Ｓ４については、第１の実施形態における製造方法の態様と同様であり、詳細な説明は省略する。

　＜５．第５実施形態＞
　第５実施形態に係る酸化鉱石の製錬方法は、還元炉内の温度分布に応じた厚みに混合物を成形して混合物成形体（ペレット）とし、還元炉内の温度分布に応じた箇所に混合物成形体を装入して加熱を行うものである。例えば、還元炉内の温度分布において最高温度になる箇所において、装入される混合物成形体の厚みが最大となるように、混合物成形体を装入して加熱する。

　［５－１．混合物成形工程］
　本実施形態では、図２に示される混合物成形工程Ｓ２のうち、塊状化処理工程Ｓ２１ａを有する。ここで、本実施形態では、混合物成形工程Ｓ２において、塊状化処理工程Ｓ２１ａの後に、混合物を乾燥する任意の乾燥処理工程Ｓ２２を有してもよい。

　本実施形態では、混合物成形工程Ｓ２の塊状化処理工程Ｓ２１ａにおいて、混合物成形体（ペレット）の厚さが、還元炉内の温度分布に応じた厚さになるように、成形（塊状化）を行う。これにより、後述する還元工程Ｓ３で、還元炉内の温度分布に応じた箇所に、厚さが調整された混合物成形体を装入することが可能になる。

　ここで、本実施形態において、「還元炉内の温度分布」は、還元炉のうちペレット等の混合物成形体を加熱する部分の温度分布とすることができる。特に、混合物成形体を平面状の炉床に装入し、そこで加熱する態様では、炉床を構成する平面の温度分布とすることができる。この「還元炉内の温度分布」は、還元炉での還元加熱処理に先立って、その還元温度で還元炉を空焚きした際に測定される温度分布としてもよく、また、その還元炉を用いて混合物成形体を還元させたときの経験的な温度分布としてもよい。

　塊状化処理工程Ｓ２１ａでは、還元炉内の温度分布において最高温度になる箇所に装入する混合物成形体の厚みが最大になるように成形することが好ましい。特に、ペレットのような比較的小型の混合物成形体を形成する場合には、還元炉内の温度分布における温度が低い箇所に装入する混合物成形体ほど、厚みが小さくなるように成形することが好ましい。また、ブリケットのような比較的大型の混合物成形体を形成する場合には、還元炉内で温度が最も高い箇所と、成形される混合物成形体の厚みが最も大きい箇所とを重ねたときに、還元炉内の温度分布における温度が低いほど混合物成形体の厚みが減少するように成形することが好ましい。

　また、厚みが最も大きい箇所における混合物成形体の厚みを１００％としたときに、上述した還元炉内の温度分布における温度が１．０℃下がるごとに、成形体の厚みが０．２０％以上０．８０％以下の範囲で減少するような形状にすることが好ましい。特に、温度分布における温度が１．０℃下がるごとの、混合物成形体の厚みの減少は、０．２０％以上が好ましく、０．４０％以上がより好ましく、０．５０％以上がさらに好ましい。他方で、温度分布における温度が１．０℃下がるごとの、混合物成形体の厚みの減少は、０．８０％以下が好ましく、０．７０％以下がより好ましい。このような厚みを有する混合物成形体を形成することで、効果をより一層顕著に現すことができる。

　また、還元炉の幅方向の全体において、温度分布における温度が１．０℃下がるごとに、装入される混合物成形体の厚み減少値が略一定になるように、混合物成形体の厚みを調整することがより好ましい。これにより、還元炉の幅方向の大きさを横軸としたときの、還元炉内の温度分布と、混合物成形体の厚み分布とが似た形状の曲線になることで、高温になる箇所の混合物成形体が厚くなり、低温になる箇所の混合物成形体が薄くなるため、均一な還元処理を行い易くすることができる。

　なお、還元炉内の温度分布において温度が１．０℃下がるごとの厚み減少値は、還元炉内で温度が最も高い箇所と最も低い箇所における、温度の差に対する混合物成形体の厚みの差の比率から求められる。特に、温度が最も高い箇所や、最も低い箇所が複数ある場合は、温度差に対する厚みの平均値の差の比率から求められる。

　塊状化処理工程Ｓ２１ａにおいて形成する混合物成形体の平面形状は、特に限定されないが、例えば略直方体又は略円柱の形状に成形することができる。混合物を略直方体又は略円柱の形状に成形することで、混合物の混合物成形体への成形が容易になるため、成形に要するコストを抑えることができる。また、成形する形状が複雑でないため、成形不良の発生を低減することができる。

　塊状化処理工程Ｓ２１ａでは、第２実施形態と同様に、必要に応じて塊状化に必要な水分を混合物に添加した上で、例えば塊状物製造装置等を使用して、混合物を混合物成形体に成形することができる。このとき、混合物をペレット状やブリケット状に成形してもよく、特に球状のペレットに成形する場合には、パン型等の造粒機を使用してもよい。

　［５－２．還元工程］
　還元工程Ｓ３では、混合物成形工程Ｓ２で得られた混合物成形体（ペレット）を還元炉に装入して、所定の還元温度に還元加熱する。図９は、還元工程Ｓ３における処理の流れを示す処理フロー図である。本実施形態では、還元工程Ｓ３は、所定の厚さになるように混合物成形体を装入する装入工程Ｓ３１ｂと、装入された混合物成形体を還元加熱する加熱処理工程Ｓ３２ｂとを有する。

　（１）装入工程
　装入工程Ｓ３１ｂは、還元炉内の温度分布に応じた箇所に、混合物成形工程Ｓ２において厚みを調整した混合物成形体を装入する工程である。還元炉内のうち、還元温度が高い箇所では、還元温度が低い箇所よりも熱エネルギーが多く供給され、それにより還元反応が相対的に進み易い。そのため、還元炉内において還元温度が高い箇所では混合物成形体が厚くなるようにし、また、還元温度が低い箇所では混合物成形体が薄くなるように混合物成形体を装入することで、還元炉内で均一に還元反応を進めることができるため、高品質のフェロニッケルを製造することができる。

　装入工程Ｓ３１ｂにおいて還元炉内に装入される混合物成形体は、還元炉内の温度分布において最高温度になる箇所に、厚みが最大となるように装入することが好ましい。特に、比較的小型のペレット状の混合物成形体を装入する場合には、還元炉内の温度分布において最高温度になる箇所に、厚みが最大となる混合物成形体を装入することが好ましい。また、ブリケットのような比較的大型の混合物成形体を装入する場合には、還元炉内で温度が最も高い箇所と、混合物成形体のうち厚みが最も大きい箇所とが重なるようにした上で、前記温度分布における温度が低いほど混合物成形体の厚みが減少するようにすることが好ましい。このように混合物成形体を装入することで、後述する還元工程Ｓ３において還元炉の高温になる箇所に装入される混合物成形体の厚みが大きくなるため、均一な還元処理を行い易くすることができる。

　装入工程Ｓ３１ｂにおける混合物成形体の装入は、温度分布との間で所定の関係を有する厚さに成形した混合物成形体を、還元炉のうち混合物成形体を装入する所定の箇所、例えば炉床に装入することで行うことができる。

　ここで、混合物成形体を装入する際、ブリケット状の混合物成形体を１個装入してもよく、より小型のペレット状の混合物成形体を複数並べて装入してもよい。特に、ブリケット状の混合物成形体を装入させることで、還元炉への装入を行い易くすることができ、且つ、１回の還元処理における処理量を多くすることができる。また、１回の還元処理における処理量が多くなることで、より大きなメタルを生成させることができ、また、組成のばらつきが非常に小さく、高い品質のフェロニッケルを得ることができる。

　また、混合物成形体を装入する際、混合物成形体を２段以上重なるように装入してもよい。このように混合物成形体を２段以上積層させることによって、１回の還元処理における処理量を格段に高めることができる。

　装入工程Ｓ３１ｂでは、予め還元炉の炉床に炭素質還元剤（以下、「炉床炭素質還元剤」ともいう）を敷き詰めて、その敷き詰められた炉床炭素質還元剤の上に混合物成形体を載置してもよい。また、混合物成形体を還元炉に装入した後、炭素質還元剤を用いて混合物成形体を覆い隠す状態にすることもできる。このように、炉床に炭素質還元剤が敷き詰められた還元炉に混合物成形体を装入し、又は、混合物成形体を覆い隠すように炭素質還元剤で包囲させた状態で還元加熱処理を施すことで、混合物成形体の崩壊を抑制しながら、製錬反応をより速く進行させることができる。

　（２）加熱処理工程
　加熱処理工程Ｓ３２ｂは、還元炉に装入された混合物成形体を、所定の還元温度に還元加熱する工程である。混合物成形体に対して加熱処理することにより、製錬反応（還元反応）が進行して、メタルとスラグとが生成する。

　加熱処理工程Ｓ３２ｂにおける還元加熱処理は、還元炉等を用いて、第１実施形態の還元工程Ｓ３と同様に行われる。

　ここで、加熱処理工程Ｓ３２ｂにおける処理時間は、還元炉の温度に応じて設定されるが、１０分以上であることが好ましく、２０分以上であることがより好ましい。他方で、還元加熱処理を行う時間の上限は、製造コストの上昇を抑える観点から、６０分以下としてもよく、５０分以下としてもよい。

　還元加熱処理に用いる還元炉としては、特に限定されないが、第１実施形態と同様に、移動炉床炉を用いることが好ましい。なお、移動炉床炉を用いる場合の炉内の温度分布は、最も温度が高い領域での温度分布とすることができる。

　特に、本実施の形態では、還元工程Ｓ３において、還元炉内の温度分布に応じて厚さを調整して成形した酸化鉱石の混合物からなる混合物成形体を、還元炉内におけるその温度分布に応じた箇所に装入し、そのように載置した混合物成形体に対して還元加熱処理を施すことにより、還元反応のより効率的に進行させることができ、より大きなフェロニッケルメタルが生成される。そのため、製造効率の面でのロスを抑制しながらも、磁選等の処理によって簡易にフェロニッケルメタルを分離することができ、しかも高い回収率でメタルを回収することができる。

　＜６．第６実施形態＞
　第６実施形態に係る酸化鉱石の製錬方法は、少なくとも酸化鉱石と炭素質還元剤との混合物を所定の容器に充填することで成形し、混合物成形体として混合物充填容器を得るものである。本実施形態に係る酸化鉱石の製錬方法は、得られた混合物充填容器を、混合物が容器に封入した状態で、還元炉にて還元処理を施すものである。

　［６－１．混合物成形工程］
　本実施形態では、図２に示される混合物成形工程Ｓ２のうち、混合処理工程Ｓ１で得られた混合物を、所定の還元用の容器に充填することで成形する容器充填工程Ｓ２１ｂを有する。ここで、混合物成形工程Ｓ２は、容器充填工程Ｓ２１ｂの前後において、混合物を乾燥する任意の乾燥処理工程Ｓ２２を有してもよい。なお、図２は、容器充填工程Ｓ２１ｂの後に乾燥処理工程Ｓ２２を行う態様を例示するものであり、これに限定されない。

　（１）容器充填工程
　容器充填工程Ｓ２１ｂは、混合処理工程Ｓ１で得られた混合物を、押出機等の装置を使用して容器に供給することによって充填することで成形し、混合物成形体として混合物充填容器を得る工程である。混合物を容器に充填することで、その混合物の組成が均一化し、品質のばらつきの小さいフェロニッケルを製造することができる。また、混合物を容器に充填することで、容器に充填した状態で混合物に還元加熱処理が施されるため、生産効率を高めることができる。なお、混合物や塊状物を容器に充填するにあたっては、混合物や塊状物に対して乾燥処理を施した後で容器充填工程Ｓ２１ｂを行い、乾燥後の混合物や塊状物を容器に充填してもよい。

　還元用の容器は、混合物を保持する空洞部分を有する。ここで、容器の空洞部分の形状は、特に限定されないが、例えば、容器の開口を含む平面と、内壁面とによって、直方体又は立方体の形状を有するものを用いることができる。図１０は、容器の形状の一例を示す上面図及び側面図である。図１０に示すように、還元用の容器２としては、直方体の形状を有するものとすることができる。また、容器としては、円筒状のものであってもよい。

　また、容器の空洞部分の大きさについても、特に限定されないが、例えば、図１０に示すような直方体の形状である場合、上面から視たときの面の縦と横の内寸が５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下、高さの内寸が５ｍｍ以上５００ｍｍ以下のものを用いることが好ましい。このような大きさの容器を用いることで、品質のばらつきが小さく、且つ生産性の高い製錬を行うことができる。

　また、還元用の容器の材質としては、特に限定されないが、容器内に充填した混合物に対して還元処理時に悪影響をもたらさず、その還元反応を効率的に進行させることができる材質からなるものを用いることが好ましい。具体的には、黒鉛製のるつぼ、セラミックや金属からなるもの等を用いることができる。

　混合物の容器への充填は、混合物と容器との間に隙間や空間ができないように行うことが好ましく、また、充填後にプレス等を行って混合物を押し固めることが好ましい。このように混合物を押し固めて容器に詰め込むことで、容器における混合物の充填率を高めることができ、また、混合物の充填具合が均一化することで、フェロニッケルの品質のばらつきをより小さくすることができる。

　還元用の容器への混合物の充填方法としては、上述したように、押出機等を用いて混合物を順次容器に供給することによって行うことができる。充填に際しては、容器内に隙間や空間ができないように、高い充填率で混合物を充填することが好ましい。また、充填した後に、プレス等を行って混合物を押し固めるようにすることが好ましい。このように混合物を押し固めて充填することよって、容器内における混合物の充填率を高めることができ、また、充填具合が均一化して、品質ばらつきの小さいフェロニッケルをより効率的に製造することができる。

　混合物を充填した容器には、蓋をしてもよい。特に、容器に蓋をして還元加熱処理（還元工程Ｓ３における処理）を施した場合、より効率的に還元反応が進行するようになり、ニッケルのメタル化を促進させることができる。なお、蓋の材質は、容器の本体と同じ材質を用いることが好ましい。また、蓋を設けた場合でも、必ずしも密栓状態にする必要はない。

　容器充填工程Ｓ２１ｂにて得られる混合物充填容器は、混合物が容器に充填された状態のまま、後述する還元工程Ｓ３が施される。このように、混合物を容器に充填し、その状態で還元処理（還元工程Ｓ３における処理）を施すようにすることで、容器に充填した混合物の表面、すなわち、容器に近い部分や、雰囲気に露出している部分にメタルシェルが形成され、その後、シェルの内部にメタルが生成していくことになる。その結果、メタルシェル内では、比較的大きなフェロニッケルメタルが下部に沈降して生成されるため、その後の分離工程Ｓ４において磁選等の処理によりメタルを分離回収し易くすることができ、それによりロスを抑制して高い回収率でフェロニッケルを回収することができる。

　（２）乾燥処理工程
　乾燥処理工程Ｓ２２は、上述の容器充填工程Ｓ２１ｂの前後の少なくともいずれかにおいて、混合物を乾燥処理する工程である。乾燥処理工程Ｓ２２の詳細については、第１実施形態における製造方法の態様と同様である。

　ここで、混合物を容器に充填するにあたっては、その混合物に対して乾燥処理を施し、乾燥後の混合物を容器に充填するようにすることができる。また、容器に充填した後に、充填された状態の混合物に対して乾燥処理を施すようにしてもよい。このように、容器充填工程の前（混合処理工程の後）、又は容器充填工程の後に、混合物に対して乾燥処理を施すことによって、混合物中の過剰な水分により、還元処理時の急激な昇温によってその水分が一気に気化、膨張して容器に充填した混合物が破壊されてしまうことを防ぐことができる。

　［６－２．還元工程］
　還元工程Ｓ３では、容器充填工程Ｓ２１ｂで得られた、混合物充填容器を所定の還元温度に還元加熱する。この還元工程Ｓ３における混合物充填容器の還元加熱処理により、製錬反応（還元反応）が進行して、メタルとスラグとが生成する。

　還元工程Ｓ３における還元加熱処理は、第１実施形態の還元工程Ｓ３と同様に還元炉等を用いて行われる。

　このとき、本実施形態では、還元加熱処理において、混合物充填容器に蓋をし、蓋をした状態の混合物充填容器を還元炉に装入して処理することが好ましい。このように、混合物充填容器に蓋をして還元加熱処理を施すことで、より効率的に還元反応が進行するようになり、ニッケルのメタル化を促進させることができる。なお、蓋は、容器と同じ材質のものを用いることが好ましい。

　本実施形態においては、混合物を還元用の容器に充填し、容器に充填された状態の混合物に対して還元加熱処理を施していることから、容器の大きさに近似する比較的大きな混合物の表面にメタルシェルが形成され、その後、シェルの内部にメタルが生成していくことになる。そして、メタルシェル内では、比較的大きなフェロニッケルメタルが下部に沈降して生成されていく。また、容器に混合物を充填させることにより、均一に還元反応が進行して、組成のばらつきのないフェロニッケルを製造することができる。また、磁選等の処理によって簡易に分離することができるため、ロスを抑制しながら、高い回収率でメタルを回収することができる。

　なお、混合処理工程Ｓ１と、分離工程Ｓ４については、第１実施形態における製造方法の態様と同様であり、詳細な説明は省略する。

　＜７．第７実施形態＞
　第７実施形態本実施の形態に係る酸化鉱石の製錬方法は、原料鉱石である酸化鉱石を含んだ原料を混合するとともに混練し、混合及び混練して得られる混合物を製錬炉（還元炉）に装入して、加熱によって還元処理を施すものである。

　［７－１．混合処理工程］
　本実施形態における混合処理工程（混合・混練処理工程）Ｓ１は、ニッケル酸化鉱石を含む原料粉末を混合及び混練して混合物を得る工程である。図１１は、混合処理工程Ｓ１における処理の流れを示す処理フロー図である。この図１１に示すように、本実施形態における混合処理工程Ｓ１は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石に、炭素質還元剤を添加して混合する混合工程Ｓ１１と、得られた混合物を混練する混練工程Ｓ１２とを有する。

　（１）混合工程
　混合工程Ｓ１１は、ニッケル酸化鉱石を含む原料粉末を他の原料と混合して混合物を得る工程である。混合工程Ｓ１１の具体的態様は、第１実施形態における混合処理工程Ｓ１の態様と同様であり、詳細な説明は省略する。

　（２）混練工程
　混練工程Ｓ１２では、混合工程Ｓ１１によって得られた混合物に対して混練を行う。

　ここで、原料粉末の混合物を混練することによって、その混練時に混合物にせん断力が加えられることになる。すると、混合物を構成する粒子同士の接触面積が増し、各々の粒子の密着性を上げることができ、後述する還元工程Ｓ３において還元反応を起こり易くすることができる。これにより、還元反応に要する時間を短くすることができ、ニッケル酸化鉱石の製錬における生産性をより高めることができる。

　また、原料粉末の混合物を混練することで加えられるせん断力によって、炭素還元剤や原料粉末等の凝集が解けて、混合物の粒子の間に形成される空隙を減少させることができ、還元反応をより均一に進行させることができる。これにより、還元反応後における品質のばらつきを低減させ、高品質のフェロニッケルを作製することができる。

　混練工程Ｓ１２における混練は、混合工程Ｓ１１によって得られた混合物に対して、ブラベンダー等のバッチ式ニーダー、バンバリーミキサー、ヘンシェルミキサー、ヘリカルローター、ロール、一軸混練機、二軸混練機等を用いて行うことができる。ここで、ニーダー等のバッチ式の混練機を用いて混練してよく、また、二軸混練機等の連続式の混練機を用いて混練してもよい。

　また、混練工程Ｓ１２における混練に加えて、上述したように一軸押出機、二軸押出機等の押出機を用いて混合物を押し出してもよく、この場合、後述する混合物成形工程Ｓ２による成形を兼ねることもできる。押出機を用いて押し出すことで、より一層高い混練効果を得ることができる。また、混合物に対してさらに圧力が掛かることで、混合物を構成する粒子同士の接触面積をより増やすことができ、また、混合物の粒子の間に形成される空隙も減少するため、より一層高品質のフェロニッケルを効率よく作製することができる。

　［７－２．混合物成形工程］
　混合物成形工程Ｓ２は、混合処理工程Ｓ１にて得られた原料粉末の混合物を成形し、必要に応じて乾燥させてペレット等の混合物成形体を得る工程である。なお、混合処理工程Ｓ１で得られた混合物を成形せずに、混合物をそのまま混合物成形体としてもよい。

　本実施形態では、図２に示される混合物成形工程Ｓ２のうち、酸化鉱石を含む原料の混合物を塊状化（造粒）する塊状化処理工程Ｓ２１ａと、酸化鉱石を含む原料の混合物を所定の還元用の容器に充填する容器充填工程Ｓ２１ｂのうち、少なくともいずれかを有する。ここで、混合物成形工程Ｓ２は、塊状化処理工程Ｓ２１ａの後や容器充填工程Ｓ２１ｂの前後において、混合物を乾燥する任意の乾燥処理工程Ｓ２２を有してもよい。なお、図３は、塊状化処理工程Ｓ２１ａ及び容器充填工程Ｓ２１ｂの後に乾燥処理工程Ｓ２２を行う態様を例示するものであり、これに限定されない。

　（１）塊状化処理工程
　塊状化処理工程Ｓ２１ａは、混合処理工程Ｓ１にて得られた、酸化鉱石を含む原料の混合物に対して塊状化（造粒）を行い、混合物成形体として、所定の形状及び大きさを有するペレットを得る工程である。

　ペレットの形状は、特に限定されないが、例えば立方体、直方体、円柱又は球の形状に成形することができる。混合物を立方体、直方体、円柱又は球の形状に成形することで、混合物のペレットへの成形が容易になるため、成形にかかるコストを抑えることができる。また、成形する形状が複雑でないため、成形不良の発生を低減することができる。

　（２）容器充填工程
　一方、容器充填工程Ｓ２１ｂは、混合処理工程Ｓ１で得られた混合物や、塊状化処理工程Ｓ２１ａにて得られたペレットを、所定の還元用の容器に充填することで、混合物成形体として混合物充填容器を得る工程である。混合物やペレット（以下、単に「混合物」という場合がある。）を容器に入れることで、さらに取扱いし易くすることができ、また効率的に還元反応を進めることができる。

　容器充填工程Ｓ２１ｂの具体的態様は、第６実施形態における容器充填工程Ｓ２１ｂの態様と同様であり、詳細な説明は省略する。

　［７－３．還元工程］
　還元工程Ｓ３では、混合物成形工程Ｓ２で得られた混合物成形体を還元炉に装入して、所定の還元温度に還元加熱する。このように、混合物成形体に対して加熱処理することにより、製錬反応（還元反応）が進行して、メタルとスラグとが生成する。

　還元炉への混合物成形体の装入は、混合物成形体を、所定の温度に加熱した還元炉のうち混合物成形体を装入する所定の箇所、例えば炉床に装入することで行うことができる。ここで、混合物成形体である混合物充填容器やペレットを１個装入してもよく、より小型の混合物充填容器やペレットを複数並べて装入してもよい。また、特にペレットを還元炉に装入する場合、ペレットを２段以上重ねて装入してもよい。

　ここで、特にペレットを還元炉に装入する場合、予め還元炉の炉床に炭素質還元剤（以下、「炉床炭素質還元剤」ともいう）を敷き詰めて、その敷き詰められた炉床炭素質還元剤の上にペレットを載置してもよい。また、混合物成形体を還元炉に装入した後、炭素質還元剤を用いて混合物成形体を覆い隠す状態にすることもできる。このように、炉床に炭素質還元剤が敷き詰められた還元炉にペレットを装入し、又は、装入した混合物成形体を覆い隠すように炭素質還元剤で包囲させた状態で還元加熱処理を施すことで、ペレットの崩壊や、混合物充填容器に含まれる容器の崩壊を抑制しながら、製錬反応をより速く進行させることができる。

　他方で、混合物成形体は表面から加熱され、還元反応は表面付近から内部に向かって進むため、炉床炭素質還元剤を敷き詰めなくてもよく、炭素質還元剤を用いて混合物成形体を覆い隠さなくてもよい。特に、本実施の形態によれば、混合処理工程Ｓ１における混練を十分に行うことで、混合物成形体の形状によらずに表面にメタルシェルを生成し易くすることができる。また、本実施の形態によれば、混合処理工程Ｓ１において混練を十分に行うことで混合物成形体の内部に均一に反応が起こるため、混合物成形体の表面にメタルシェルを生成させなくてもよい。

　還元工程Ｓ３における混合物成形体に対する還元加熱処理は、還元炉等を用いて、第１実施形態の還元工程Ｓ３と同様に行われる。

　本実施形態の方法によれば、混練を行うことによって得られた混合物成形体に対して還元加熱処理を行うことで、酸化鉱石と炭素質還元剤とがより広い面積で接触し易くなる。これにより、酸化鉱石の炭素質還元剤を用いた還元反応を進め易くできるため、ニッケル酸化鉱石を効率よく精錬することができる。

　また、本実施形態の方法によれば、混練を行うことによって、組成のばらつきが実質的になく、原料の粒子が密着した混合物成形体に対して還元加熱処理を行うことができ、還元反応が均一に起こり易くなる。そのため、従来からいわれているように、混合物成形体の表面にメタルシェルを生成し、メタルシェルの内部で時間をかけて反応させて均一化する必要がなくなる。よって、混合物成形体の表面にメタルシェルを生成させなくても、還元反応を均一に進めることで、フェロニッケルを作製することができる。

　なお、混合物成形工程Ｓ２のうち乾燥処理工程Ｓ２２と、分離工程Ｓ４については、第１実施形態における製造方法の態様と同様であり、詳細な説明は省略する。

　以下、本発明の実施例を示してより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

　≪評価方法≫
　下記の実施例及び比較例において得られた還元加熱処理を施した各試料について、以下の方法により、メタルの平均粒径と、ニッケルメタル化率と、メタル中ニッケル含有率と、ニッケルメタル回収率の評価を行った。

　メタルの平均粒径については、還元加熱処理を施した各試料について、還元後の、メタルとスラグが分離生成した混在物を樹脂に埋め込み、金属顕微鏡で表面に析出したメタルの観察を行うことで測定した。ここで、平均粒径は、各試料に析出しているメタル粒子の任意の１００個についての、断面の最大長さの平均値とした。

　また、還元加熱処理後の各試料についての、ニッケルメタル化率、メタル中ニッケル含有率については、ＩＣＰ発光分光分析器（ＳＨＩＭＡＺＵ　Ｓ－８１００型）により分析して算出した。

　ニッケルメタル化率、メタル中のニッケル含有率は、以下の式により算出した。
　ニッケルメタル化率＝
　　還元処理投入混合物中のメタル化したＮｉ量÷（還元処理投入混合物中の全てのＮｉ量）×１００（％）
　メタル中のニッケル含有率＝
　　還元処理投入混合物中のメタル化したＮｉ量÷（還元処理投入混合物中のメタルしたＮｉとＦｅの合計量）×１００（％）

　また、還元加熱処理後の各試料について、湿式処理よる粉砕後、磁力選別によってメタルを回収した。そして、還元炉に装入したペレット積層体におけるニッケル酸化鉱石の含有量と、ニッケル酸化鉱石におけるニッケル含有率と、そして回収されたニッケル量から、ニッケルメタル回収率を算出した。

　ニッケルメタル回収率は、以下の式により算出した。
　ニッケルメタル回収率＝
　　回収されたＮｉ量÷（装入した酸化鉱石の量×酸化鉱石中のＮｉ含有率）×１００（％）

　＜実施例Ａ１～Ａ９、比較例Ａ１～Ａ３＞
　［ペレットの製造］
　原料鉱石としてのニッケル酸化鉱石と、鉄鉱石と、フラックス成分である珪砂及び石灰石、バインダー、及び炭素質還元剤（石炭粉、炭素含有量：８５重量％、平均粒径：約２００μｍ）を混合して混合物を得た。炭素質還元剤は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石に含まれる酸化ニッケルと酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）とを過不足なく還元するのに必要な量を１００％としたときに、２０％の割合となる量で含有させた。

　次に、得られた混合物を試料Ｎｏ．Ａ１～Ｎｏ．Ａ１２に分け、そのうち、Ｎｏ．Ａ１～Ｎｏ．Ａ９の９つの混合物試料については、二軸スクリュータイプの混練機に、その試料排出口に切断機を取りつけたペレット成形装置を用いて円柱状に成形した。また、その切断機では、円柱状の成形物を、断面形状が円形であるディスク状になるようにして切断した。

　得られたペレットについて、ペレット成形装置に投入した試料の重量と、得られたディスク状のペレットの重量に基づき、下記（２）式を用いて造粒（切断）後のペレット収率を算出した。
　造粒後のペレット収率（％）＝ディスク状塊状物重量÷投入試料重量×１００　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２）式

　一方、Ｎｏ．Ａ１０～Ｎｏ．Ａ１２の３つの混合物試料については、パン型造粒機を用いて造粒した。具体的に、試料Ａ１０の混合物については、直径が１０ｍｍ～１３ｍｍの球状のペレットとなるように、試料Ａ１１の混合物については、直径が１５ｍｍ～１８ｍｍの球状のペレットとなるように、試料Ａ１２の混合物については、直径が２０ｍｍ～２３ｍｍの球状のペレットとなるように、造粒機回転数や試料投入量等を調整しながら造粒した。なお、造粒後、それぞれ、直径１０ｍｍ～１３ｍｍ、１５ｍｍ～１８ｍｍ、２０ｍｍ～２３ｍｍの球状ペレットのみとなるように分級した。

　得られたペレットについて、パン型造粒機に投入した試料の重量と、得られた球状のペレットの重量に基づき、下記（３）式を用いて造粒後のペレット収率を算出した。
　造粒後のペレット収率（％）＝分級後の球状塊状物重量÷投入試料重量×１００　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（３）式

　次に、ペレットの固形分が７０重量％程度、水分が３０重量％程度となるように、３００℃～４００℃の熱風をペレットに吹き付けて乾燥処理を施して、Ｎｏ．Ａ１～Ｎｏ．Ａ１２の１２試料を製造した。下記表３に、乾燥処理後のペレットの固形分組成（炭素を除く）を示す。

　本実施例では、Ｎｏ．Ａ１～Ｎｏ．Ａ９のペレット試料（ディスク状）を用いた処理を実施例Ａ１～実施例Ａ９とし、Ｎｏ．Ａ１０～Ｎｏ．Ａ１２のペレット試料（球状）を用いた処理を比較例Ａ１～比較例Ａ３とした。

　［ペレットに対する還元加熱処理］
　製造したペレットを還元炉に装入して、還元加熱処理を施した。具体的には、予め、還元炉の炉床に、灰（主成分はＳｉＯ_２であり、その他の成分としてＡｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ等の酸化物を少量含有する）を敷き詰め、その上にペレット試料を１０００個置いた。なお、Ｎｏ．Ａ１～Ｎｏ．Ａ９のディスク状のペレットについては、その円状面（円板面）を下にして、円状面と炉床面とが平行となるように安定させて載置した。

　その後、実質的に酸素を含まない窒素雰囲気とし、ペレットを還元炉に装入した。なお、装入時の温度条件は、５００±２０℃とした。

　次に、還元温度を１４００℃として、還元炉内でペレットを還元加熱した。ペレットの表面にメタルシェルが生成されるとともに、ペレット内での還元が効率的に進行するように、処理時間を１５分とした。還元処理後は、窒素雰囲気中で速やかに室温まで冷却して、試料を大気中へ取り出した。

　Ｎｏ．Ａ１～Ｎｏ．Ａ１２の１２試料の球状ペレットに対して同様の還元加熱処理を施したのち、それぞれのペレットにおいて、「割れ」、「崩壊」、「ペレット体積の４分の１以上の欠け」、「隙間１ｍｍ以上の大きなクラックの発生」の有無を判断し、いずれか一つ以上の欠陥が発生したペレット試料を『不良』と判断した。一方で、そのような不良箇所がなく、きれいに還元処理されたペレット試料を『良品』と判断した。なお、良品個数を投入個数（１０００個）で割り、還元処理後の収率（％）を算出した。

　下記表４に、それぞれのペレット試料における、アスペクト比、球状ペレットの直径、造粒後と還元処理後のペレット収率を示す。また、ＩＣＰ分析により測定された測定結果を示す。

　表４の結果に示されるように、ディスク状のペレットを製造し、そのペレットを用いて還元加熱処理を施すことで、良好にペレット中のニッケルをメタル化することができ、ニッケル含有量が１９．０％～２１．４％と高品位のフェロニッケルを製造することができることが分かった（実施例Ａ１～実施例Ａ９）。また、このようなディスク状のペレットは、還元加熱処理時に、還元炉に振動が生じても転動することなく安定していた。

　このように、良好なフェロニッケルとして製造できた理由としては、ディスク状のペレットを用いたことにより、均一に且つ安定してメタルシェルが生成され、これによってメタルシェル内で還元剤が抜けることなく、また均一に安定して還元反応が生じたことによると考えられる。

　これに対して、比較例Ａ１～比較例Ａ３の結果に示されるように、球状のペレットの場合、実施例で用いたディスク状のペレット試料と比較して、ニッケルメタル化率も平均して低めとなり、メタル中のニッケル含有量も１７．４％～１８．８％となりフェロニッケルとしては低い値であった。

　＜実施例Ｂ１～Ｂ２４、比較例Ｂ１～Ｂ８＞
　［原料粉末の混合］
　原料鉱石としてのニッケル酸化鉱石と、鉄鉱石と、フラックス成分である珪砂及び石灰石、バインダー、及び炭素質還元剤（石炭粉、炭素含有量：８５重量％、平均粒径：約１９０μｍ）を、適量の水を添加しながら混合機を用いて混合して混合物を得た。炭素質還元剤は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石に含まれる酸化ニッケルと酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）とを過不足なく還元するのに必要な量を１００％としたときに、２５．０％の割合となる量で含有させた。

　［混合物の成形］
　次に、得られた混合物から、表５～表６に示す体積の試料を、各試料の積層数に応じた個数になるように取り分け、それぞれ所定の形状に成形してペレットとした。具体的には、圧縮成形機を用いて、実施例Ｂ１～Ｂ６、Ｂ１３～Ｂ１８、比較例Ｂ１、Ｂ２、Ｂ５、Ｂ６の試料については表４～表５に示す大きさの直方体の形状に成形し、実施例Ｂ７～Ｂ１２、Ｂ１９～Ｂ２４、比較例Ｂ３、Ｂ４、Ｂ７、Ｂ８の試料については表４～表５に示す大きさの円柱の形状に成形した。

　次に、試料の各々に対して、固形分が７０重量％程度、水分が３０重量％程度となるように、２００℃～２５０℃の熱風を吹き付けて乾燥処理を施した。乾燥処理後のペレットの固形分組成（炭素を除く）は、実施例Ａ１～Ａ９と同程度になった。

　［ペレットに対する還元加熱処理］
　乾燥処理後のペレットを、実質的に酸素を含まない窒素雰囲気にした還元炉に各々装入した。なお、還元炉内の装入時の温度条件は、５００±２０℃とした。

　次に、表５～表６に示す温度及び時間で、ペレットに対して還元加熱処理を施した。還元処理後は、窒素雰囲気中で速やかに室温まで冷却して、試料を大気中へ取り出した。

　ここで、ペレットの還元炉への装入は、予め、還元炉の炉床に、灰（主成分はＳｉＯ_２であり、その他の成分としてＡｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ等の酸化物を少量含有する）を敷き詰め、その上にペレットを載置することで行った。また、実施例Ｂ１～Ｂ３、Ｂ７～Ｂ９、Ｂ１３～Ｂ１５、Ｂ１９～Ｂ２１においては、図６に示すように高さ方向に２段となるようにペレットを積層し、実施例Ｂ４～Ｂ６、Ｂ１０～Ｂ１２、Ｂ１６～Ｂ１８、Ｂ２２～Ｂ２４においては、高さ方向に３段となるようにペレットを積層して、ペレット積層体を形成した。他方で、比較例Ｂ１～Ｂ８においては、高さ方向に１段となるように、すなわち、ペレットを積層させずに還元炉の炉床に載置した。

　下記表５～表６に、実施例Ｂ１～Ｂ２４、比較例Ｂ１～Ｂ８における、ニッケルメタルの平均粒径、ニッケルメタル化率、メタル中のニッケル含有率、ニッケルメタル回収率を示す。

　表５～表６の結果に示されるように、ペレットを高さ方向に２段以上で積層してペレット積層体を形成させて還元処理を行うことで、ニッケルメタル化率は９７．２％以上と高く、メタル中のニッケル含有量も１９．０％以上と高い、高品位のフェロニッケルを製造することができることが分かった（実施例Ｂ１～実施例Ｂ２４）。これらの実施例では、ペレット積層体からのメタル回収率も９１．１％以上と高いことが分かった。また、メタルの平均粒径に関しては、積層前のペレットの厚みが厚くなる（高さが高くなる）ほど、粒子が成長して大きくなることが分かった。

　このように、高品位のフェロニッケルを製造することができた理由としては、ペレットを積層することによって還元処理における処理量を大幅に高めることができ、また、ペレットの見かけ上の体積が全体として大きくなることでメタルが多く存在するようになり、凝集し易くなって大きな粒子が得られたことが考えられる。その結果、メタル回収率についても、高い値が得られるようになったと考えられる。

　これに対して、比較例Ｂ１～比較例Ｂ８の結果に示されるように、ペレットを積層せずに還元処理を行った場合、ニッケルメタル化率は高くても８９．６％であり、メタル中ニッケル含有量は高くても１６．８％であり、またメタル回収率は高くても８４．３％であり、実施例と比較して低い値であった。

　＜実施例Ｃ１～Ｃ２４、比較例Ｃ１～Ｃ４＞
　［原料粉末の混合］
　原料鉱石としてのニッケル酸化鉱石と、鉄鉱石と、フラックス成分である珪砂及び石灰石、バインダー、及び炭素質還元剤（石炭粉、炭素含有量：８５重量％、平均粒径：約２００μｍ）を、適量の水を添加しながら混合機を用いて混合して混合物を得た。炭素質還元剤は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石に含まれる酸化ニッケルと酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）とを過不足なく還元するのに必要な量を１００％としたときに、２８．０％の割合となる量で含有させた。

　［混合物の成形］
　次に、得られた混合物から２８個の試料を取り分け、表７に示す形状に成形した。具体的には、圧縮成形機を用いて所定の厚みになるように混合物を成形してペレットとした。なお、実施例Ｃ２１～Ｃ２４の試料については、故意にペレットに機械的に振動を与え、ペレットの表面にひびや割れを生じさせた。

　次に、実施例Ｃ１～Ｃ２８と比較例Ｃ１～Ｃ４の試料の各々に対して、固形分が７０重量％程度、水分が３０重量％程度となるように、３００℃～４００℃の熱風を吹き付けて乾燥処理を施した。乾燥処理後のペレットの固形分組成（炭素を除く）は、実施例Ａ１～Ａ９と同程度になった。

　［混合物に対する還元加熱処理］
　乾燥処理後のペレットを、実質的に酸素を含まない窒素雰囲気にした還元炉に各々装入した。なお、還元炉への装入時の温度条件は、５００±２０℃とした。

　次に、表７に示す温度及び時間で、ペレットに対して還元加熱処理を施した。還元処理後は、窒素雰囲気中で速やかに室温まで冷却して大気中へ取り出した。

　ここで、ペレットの還元炉への装入は、予め、還元炉の炉床に、灰（主成分はＳｉＯ_２であり、その他の成分としてＡｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ等の酸化物を少量含有する）を敷き詰め、その上にペレットを載置することで行った。

　本実施例では、厚さ（高さ）が１７ｍｍ以上のペレットを還元炉に装入した処理を実施例Ｃ１～実施例Ｃ２４とし、厚さ（高さ）が１７ｍｍ未満のペレットを還元炉に装入した処理を比較例Ｃ１～比較例Ｃ４とした。

　下記表７に、実施例Ｃ１～Ｃ２４、比較例Ｃ１～Ｃ８における、ニッケルメタルの平均粒径、ニッケルメタル化率、メタル中のニッケル含有率、ニッケルメタル回収率を示す。

　表７の結果に示されるように、ペレットの厚み（高さ）が１７ｍｍ以上になるように成形されたペレットを還元炉に装入して還元処理を行うことで、ニッケルメタル化率は９６．９％以上と高く、メタル中のニッケル含有量も１８．８％以上と高い、高品位のフェロニッケルを製造することができることが分かった（実施例Ｃ１～実施例Ｃ２４）。これらの実施例では、ペレットからのメタル回収率も９１．０％以上と高いことが分かった。また、メタルの平均粒径に関しては、ペレットの厚みが厚くなる（高さが高くなる）ほど、粒子が成長して大きくなることが分かった。

　このように、高品位のフェロニッケルを製造することができた理由としては、ペレットの厚みを所定の厚さ以上に厚くすることで、より多くのメタルが生成するようになり、ペレットの中でメタルが凝集し易くなって大きなメタル粒子が得られたことが考えられる。その結果、メタル回収率についても、高い値が得られるようになったと考えられる。

　また、表面にひび、割れを形成させた実施例Ｃ２１～Ｃ２４についても良好な結果が得られていることから、程度によるとは考えられるものの、ある程度、還元前のペレットにひび、割れが生じても、フェロニッケルの品位やメタル回収率への影響は小さいと考えられる。

　これに対して、比較例Ｃ１～比較例Ｃ４の結果に示されるように、ペレットの厚み（高さ）が１７ｍｍ未満になるように成形されたペレットを還元炉に装入して還元処理を行った場合、ニッケルメタル化率は高くても９０．３％であり、メタル中ニッケル含有量は高くても１６．３％であり、またメタル回収率は高くても８１．５％であり、いずれも実施例と比較して低い値であった。

　＜実施例Ｄ１～Ｄ２０、比較例Ｄ１～Ｄ４＞
　［原料粉末の混合］
　原料鉱石としてのニッケル酸化鉱石と、鉄鉱石と、フラックス成分である珪砂及び石灰石、バインダー、及び炭素質還元剤（石炭粉、炭素含有量：８５重量％、平均粒径：約１８０μｍ）を、適量の水を添加しながら混合機を用いて混合して混合物を得た。炭素質還元剤は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石に含まれる酸化ニッケルと酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）とを過不足なく還元するのに必要な量を１００％としたときに、２７．０％の割合となる量で含有させた。

　［混合物の成形］
　次に、得られた混合物から２４個の試料を取り分け、表８に示す形状に成形した。このうち、実施例Ｄ１～Ｄ３、Ｄ１１～Ｄ１３、比較例Ｄ１、Ｄ２の試料については、パン型造粒機を用いて、混合物を所定の直径の球状のペレットに成形した。また、実施例Ｄ４～Ｄ１０、Ｄ１４～Ｄ２０、比較例Ｄ３、Ｄ４については、圧縮成形機を用いて、混合物を円柱、直方体又は立方体の形状のペレットに成形した。

　次に、実施例Ｄ１～Ｄ２０と比較例Ｄ１～Ｄ４の試料の各々に対して、固形分が７０重量％程度、水分が３０重量％程度となるように、３００℃～４００℃の熱風を吹き付けて乾燥処理を施した。乾燥処理後のペレットの固形分組成（炭素を除く）は、実施例Ａ１～Ａ９と同程度になった。

　［ペレットに対する還元加熱処理］
　乾燥処理後のペレットを、実施例Ｃ１～Ｃ２４、比較例Ｃ１～Ｃ８と同様に、表８に示す温度及び時間で還元加熱処理を施した。還元処理後は、窒素雰囲気中で速やかに室温まで冷却して大気中へ取り出した。

　本実施例では、重心から表面への最短長さが１０ｍｍ以上のペレットを還元炉に装入した処理を実施例Ｄ１～実施例Ｄ２０とし、重心から表面への最短長さが１０ｍｍ未満のペレットを還元炉に装入した処理を比較例Ｄ１～比較例Ｄ４とした。

　下記表８に、それぞれの試料における、ニッケルメタルの平均粒径、ニッケルメタル化率、メタル中のニッケル含有率、ニッケルメタル回収率を示す。

　表８の結果に示されるように、重心から表面への最短長さが１０．０ｍｍ以上になるように成形したペレットを還元炉に装入して還元処理を行うことで、ニッケルメタル化率は９７．０％以上と高く、メタル中のニッケル含有量も１９．０％以上と高い、高品位のフェロニッケルを製造することができることが分かった（実施例Ｄ１～実施例Ｄ２０）。これらの実施例では、混合物からのメタル回収率も９１．０％以上と高いことが分かった。また、メタルの平均粒径に関しては、ペレットの重心から表面への最短の長さが大きいほど、粒子が成長して大きくなることが分かった。

　このように、高品位のフェロニッケルを製造することができた理由としては、ペレットの重心から表面への最短の長さを所定の長さ以上に大きくすることで、還元炉に装入されるペレットが大きくなってより多くのメタルが生成するようになり、ペレットの中でメタルが凝集し易くなって大きなメタル粒子が得られたことが考えられる。その結果、メタル回収率についても、高い値が得られるようになったと考えられる。

　これに対して、比較例Ｄ１～比較例Ｄ４の結果に示されるように、ペレットの重心から表面への最短の長さが１０．０ｍｍ以上になるようにペレットを還元炉に装入して還元処理を行った場合、ニッケルメタル化率は高くても９０．１％であり、メタル中ニッケル含有量は高くても１６．０％であり、またメタル回収率は高くても８３．８％であり、いずれも実施例と比較して低い値であった。

　＜実施例Ｅ１～Ｅ３、比較例Ｅ１～Ｅ３＞
　［原料粉末の混合］
　原料鉱石としてのニッケル酸化鉱石と、鉄鉱石と、フラックス成分である珪砂及び石灰石、バインダー、及び炭素質還元剤（石炭粉、炭素含有量：８５重量％、平均粒径：約１９０μｍ）を、適量の水を添加しながら混合機を用いて混合して混合物を得た。炭素質還元剤は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石に含まれる酸化ニッケルと酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）とを過不足なく還元するのに必要な量を１００％としたときに、２６．０％の割合となる量で含有させた。

　［混合物の成形］
　混合物を成形するにあたり、還元温度と同じ１３５０℃で還元炉内を空焚きして温度分布を求めた。図１２に、試料を載置する還元炉の炉床のうち、温度が最も高くなる位置（炉内の幅方向の位置において中心の位置）を０［ｃｍ］としたときの温度分布の結果を示す。ここで、図１２の横軸は炉内の幅方向における位置［ｃｍ］であり、縦軸は炉床の温度［℃］である。なお、１３５０℃で還元炉を空焚きした際の還元炉の炉床のうち、試料が載置される範囲において、温度が最も低くなる部分の温度は１２５０℃であった。

　次に、得られた混合物から６個の試料を取り分け、平面形状が幅方向３００ｍｍ×進行方向４００ｍｍの長方形である略直方体の形状に、混合物を成形した。ここで、混合物の平面形状の「進行方向」は、還元炉である移動炉床炉に載置したときに、混合物が進行する方向である。

　このうち、実施例Ｅ１～Ｅ３の試料については、最も厚い箇所が幅方向の中心になり、最も薄い箇所が幅方向の端になるように成形してペレットとした。ここで、最も厚い箇所と最も薄い箇所の厚みは表９に示す相対値になるようにし、最も厚い箇所と最も薄い箇所との間の厚みは、図１３に示される温度分布と同様に、中心から離れるごとに薄くなるようにした。他方で、比較例Ｅ１～Ｅ３の試料については、厚みが均一になるように混合物を成形した。図１３～１８に、実施例Ｅ１～Ｅ３及び比較例Ｅ１～Ｅ３の各々について、試料の幅方向における中心を０［ｃｍ］とし、実施例Ｅ１～Ｅ３の試料の幅方向の中心における厚みを１００％としたときの、試料の厚みの相対値の大きさを示す。なお、図１３～１８の横軸は試料の幅方向（還元炉に装入した際の炉内の幅方向）における位置［ｃｍ］であり、縦軸は実施例Ｅ１～Ｅ３の試料の幅方向の中心における厚みを１００％としたときの、試料の厚みの相対値［％］である。

　次に、実施例Ｅ１～Ｅ３と比較例Ｅ１～Ｅ３の試料の各々に対して、固形分が７０重量％程度、水分が３０重量％程度となるように、２００℃～２５０℃の熱風を吹き付けて乾燥処理を施した。乾燥処理後のペレット（混合物成形体）の固形分組成（炭素を除く）は、実施例Ａ１～Ａ９と同程度になった。

　［混合物に対する還元加熱処理］
　乾燥処理後に得られるペレットについて、ペレットの幅方向における中心と、還元炉の炉床のうち温度が最も高くなる位置とが重なるようにしながら、実質的に酸素を含まない窒素雰囲気にした還元炉に各々１個ずつ装入した。ペレットの還元炉への装入は、予め還元炉の炉床に灰（主成分はＳｉＯ_２であり、その他の成分としてＡｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ等の酸化物を少量含有する）を敷き詰め、その上にペレットを載置することで行った。なお、還元炉への装入時の温度条件は、５００±２０℃とした。

　次に、炉内に装入されたペレットの表面のうち、温度が最も高くなる部分の温度（還元温度）が１３５０℃になるように還元炉を昇温させ、表９に示す時間にわたり、ペレットに対して還元加熱処理を施した。還元処理後は、窒素雰囲気中で速やかに室温まで冷却して大気中へ取り出した。

　下記表９に、それぞれの試料における、ニッケルメタル化率、メタル中のニッケル含有率を示す。なお、表９中の試料の最低温度とは、温度分布がある還元炉内での還元加熱処理（還元温度：１３５０℃）により加熱された試料の最も低い温度をいい、最低還元温度とも言い換えられる。

　表９の結果に示されるように、還元炉を空焚きした際の還元炉の温度分布に応じて、ペレットの厚さを調整することで、ニッケルメタル化率は９７．７％以上と高く、メタル中のニッケル含有量も１９．２％以上と高い、高品位のフェロニッケルを製造することができることが分かった（実施例Ｅ１～実施例Ｅ３）。

　このように、高品位のフェロニッケルを製造することができた理由としては、還元炉内の温度分布に応じてペレットの厚さを調整したことで、還元反応が均一に進行するようになったことが考えられる。

　これに対して、比較例Ｅ１～比較例Ｅ３の結果に示されるように、装入するペレットの厚さを、還元炉内の温度分布によらず均一にして還元処理を行った場合、ニッケルメタル化率は高くても９５．６％であり、メタル中ニッケル含有量は高くても１６．３％であり、いずれも実施例と比較して低い値であった。

　＜実施例Ｆ１～Ｆ１２、比較例Ｆ１～Ｆ２＞
　［混合処理工程］
　原料鉱石としてのニッケル酸化鉱石と、鉄鉱石と、フラックス成分である珪砂及び石灰石、バインダー、及び炭素質還元剤（石炭粉、炭素含有量：８５重量％、平均粒径：約２００μｍ）を、適量の水を添加しながら混合機を用いて混合して混合物を得た。炭素質還元剤は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石に含まれる酸化ニッケルと酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）とを過不足なく還元するのに必要な量を１００％としたときに、２０％の割合となる量で含有させた。

　［容器充填工程］
　次に、得られた混合物を試料Ｎｏ．Ｆ１～Ｎｏ．Ｆ１４に分け、そのうち、Ｎｏ．Ｆ１～Ｎｏ．Ｆ１２の混合物試料については、還元用の容器に充填して混合物充填容器とした。充填作業は、手作業により行い、容器に混合物を押し込んで、隙間や空間ができないように充填した。また、Ｎｏ．Ｆ７～Ｎｏ．Ｆ１２の混合物試料については、容器に充填した後、その容器に蓋をした。

　一方で、Ｎｏ．Ｆ１３の混合物試料については、手ごねにより、φ１５±１．５ｍｍの球状のペレットを形成した。また、Ｎｏ．Ｆ１４の混合物試料については、パン型造粒機を用いてφ１５±１．５ｍｍの球状のペレットを形成した。

　次に、混合物充填容器に含まれる混合物と、ペレットに対し、固形分が７０重量％程度、水分が３０重量％程度となるように、３００℃～４００℃の熱風を吹き付けることで乾燥処理を施した。乾燥処理後の混合物又はペレットの固形分組成（炭素を除く）は、実施例Ａ１～Ａ９と同程度になった。

　本実施例では、混合物充填容器（Ｎｏ．Ｆ１～Ｎｏ．Ｆ１２）への処理を実施例Ｆ１～実施例Ｆ１２とし、Ｎｏ．Ｆ１３～Ｎｏ．Ｆ１４の球状のペレットへの処理を比較例Ｆ１～比較例Ｆ２とした。

　［還元工程］
　次に、混合物充填容器（Ｎｏ．Ｆ１～Ｎｏ．Ｆ１２）、ペレット（Ｎｏ．Ｆ１３～Ｎｏ．Ｆ１４）を還元炉に装入して、還元加熱処理を施した。具体的には、予め、還元炉の炉床に灰（主成分はＳｉＯ_２、その他の成分としてＡｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ等の酸化物を少量含有する）を敷き詰め、その上に混合物又はペレットを載置するようにした。

　その後、実質的に酸素を含まない窒素雰囲気とし、容器に充填した状態の混合物又はペレットを装入した。なお、装入時の温度条件は、５００±２０℃とした。

　次に、還元温度を１４００℃として、還元炉内で還元加熱した。混合物表面にメタルシェルが生成されるとともに、混合物内で還元が効率的に進行するように、処理時間を１５分とした。還元処理後は、窒素雰囲気中で速やかに室温まで冷却して、試料を大気中へ取り出した。

　下記表１０に、それぞれの試料における、容器の使用／不使用、容器のサイズ、蓋の使用／不使用をまとめて示す。また、ＩＣＰ分析により測定された測定結果を示す。

　表１０の結果に示されるように、混合物を容器に充填した混合物充填容器を還元炉に装入して還元加熱処理を施すことで、良好に混合物中のニッケルをメタル化することができ、ニッケル含有量が１９．０％～２３．７％と高品位のフェロニッケルを製造することができた（実施例Ｆ１～実施例１２）。また特に、実施例Ｆ７～実施例Ｆ１２の結果に示されるように、その容器に蓋をした状態で処理することで、ニッケルのメタル化率をより一層に高めることができることが分かった。

　このように、良好なフェロニッケルとして製造できた理由としては、容器に充填した状態の混合物に対して還元加熱処理を施したことにより、その混合部の表面に、均一に且つ安定してメタルシェルが生成され、これによってメタルシェル内で還元剤が抜けることなく、また均一に安定して還元反応が生じたことによると考えられる。

　これに対して、比較例Ｆ１～比較例Ｆ２の結果に示されるように、球状のペレットを用いた場合、実施例Ｆ１～実施例Ｆ１２と比較して、ニッケルメタル化率も平均して低めとなり、メタル中のニッケル含有量も１８％程度となりフェロニッケルとしては低い値であった。

　＜実施例Ｇ１～Ｇ４、比較例Ｇ１～Ｇ２＞
　［原料粉末の混合及び混練］
　原料鉱石としてのニッケル酸化鉱石と、鉄鉱石と、フラックス成分である珪砂及び石灰石、バインダー、及び炭素質還元剤（石炭粉、炭素含有量：８５重量％、平均粒径：約２００μｍ）を、適量の水を添加しながら混合機を用いて混合して混合物を得た。炭素質還元剤は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石に含まれる酸化ニッケルと酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）とを過不足なく還元するのに必要な量を１００％としたときに、２０．０％の割合となる量で含有させた。

　次に、得られた混合物から６個の試料を取り分け、実施例Ｇ１～Ｇ４の試料について、二軸混練機（機種名：ＨＹＰＥＲＫＴＸ、株式会社神戸製鋼所製）を用いて混練した。このうち、実施例Ｇ３、Ｇ４の試料については、混練後の試料を二軸混練機から押し出した。これらの混練及び押し出しによって、混練及び押し出し後の試料の形状がφ１５±１．５ｍｍの球状となるように成形してペレットを得た。また、実施例Ｇ１、Ｇ２の試料については、混練後の試料をそのままペレットとした。次いで、実施例Ｇ２、Ｇ４の試料については、底面の内寸直径が１００ｍｍであり、高さの内寸が３０ｍｍである、耐熱磁器製の円柱形状の容器に充填し、手作業によりペレットを押し込めて隙間や空間ができないようにして混合物充填容器を得た。

　他方で、比較例Ｇ１の試料については、混合物を手ごねすることにより、φ１５±１．５ｍｍの球状に成形した。すなわち、混練は行わなかった。また、比較例Ｇ２の試料についても、混練することなく、パン型造粒機を用いてφ１５±１．５ｍｍの球状に成形した。そして、比較例Ｇ１、Ｇ２の試料について、実施例Ｇ２、Ｇ４と同様の容器に充填し、手作業により混合物を押し込めて隙間や空間ができないようにした。

　次に、実施例Ｇ１～Ｇ４と比較例Ｇ１～Ｇ２の試料の各々に対して、固形分が７０重量％程度、水分が３０重量％程度となるように、３００℃～４００℃の熱風を吹き付けて乾燥処理を施した。乾燥処理後の混合物成形体（ペレット、混合物充填容器）の固形分組成（炭素を除く）は、実施例Ａ１～Ａ９と同程度になった。

　［混合物に対する還元加熱処理］
　乾燥処理後に得られる混合物成形体を、実質的に酸素を含まない窒素雰囲気にした還元炉に各々装入した。混合物成形体の還元炉への装入は、予め還元炉の炉床に灰（主成分はＳｉＯ_２であり、その他の成分としてＡｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ等の酸化物を少量含有する）を敷き詰め、その上に混合物成形体を載置することで行った。なお、装入時の温度条件は、５００±２０℃とした。

　次に、炉内に装入された混合物成形体の表面のうち、温度が最も高くなる部分の温度（還元温度）が１４００℃になるまで還元炉を昇温させ、混合物成形体に対して還元加熱処理を施した。還元加熱処理による処理時間は、１５分間とした。還元処理後は、窒素雰囲気中で速やかに室温まで冷却して、試料を大気中へ取り出した。

　下記表１１に、それぞれの試料における、ニッケルメタル化率、メタル中のニッケル含有率を示す。

　表１１の結果に示されるように、ニッケル酸化鉱石を含む混合物に対して混練を行うことで、ニッケルメタル化率は９８．７％以上と高く、メタル中のニッケル含有量も１９．０％以上と高い、高品位のフェロニッケルを製造することができることが分かった（実施例Ｇ１～実施例Ｇ４）。特に、混練後の試料を二軸混練機から押し出した実施例Ｇ３、Ｇ４では、ニッケルメタル化率は９９．３％以上と高く、メタル中のニッケル含有量も１９．５％以上と高い、より高品位のフェロニッケルを製造することができることが分かった。

　このように、高品位のフェロニッケルを製造することができた理由としては、ニッケル酸化鉱石を含む混合物に対して混練を行うことで、均一で安定した還元反応が進行するようになったことが考えられる。

　これに対して、比較例Ｇ１～比較例Ｇ２の結果に示されるように、ニッケル酸化鉱石を含む混合物に対して混練を行わずに還元処理を行った場合、ニッケルメタル化率は高くても９４．７％であり、メタル中ニッケル含有量は高くても１８．２％であり、いずれも実施例と比較して低い値であった。

　１ａ～１ｄ　　　ペレット
　１０　　　ペレット積層体
　２　　　容器
　Ｄ　　　ディスク状ペレットの円状の面の直径
　Ｈ　　　ディスク状ペレットの高さ
　ｔ　　　ペレットの厚さ
　ｈ　　　　ペレットの重心から表面への最短長さ
　ｈ’　　　混合物の重心から表面への最短長さ
　Ｓ１　　　混合処理工程
　Ｓ１１　　　混合工程
　Ｓ１２　　　混練工程
　Ｓ２　　　混合物成形工程
　Ｓ２１ａ　　　塊状化処理工程
　Ｓ２１ｂ　　　容器充填工程
　Ｓ２１１　　　成形工程
　Ｓ２１２　　　切断工程
　Ｓ２２　　　乾燥処理工程
　Ｓ３　　　還元工程
　Ｓ３１ａ　　　ペレット積層工程
　Ｓ３１ｂ　　　装入工程
　Ｓ３２ａ、Ｓ３２ｂ　　　加熱処理工程
　Ｓ４　　　分離工程

Claims

　酸化鉱石を含有する混合物を還元することによって金属又は合金を製造する酸化鉱石の製錬方法であって、
　少なくとも前記酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合する混合処理工程と、
　得られる混合物を成形して混合物成形体を得る混合物成形工程と、
　得られた混合物成形体を還元炉にて所定の還元温度で加熱する還元工程と、を有する
　酸化鉱石の製錬方法。
　前記混合物成形工程では、前記混合物を棒状又は円柱状に成形し、成形して得られた混合物を切断して平板状又は円盤状のペレットとする
　請求項１に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記還元工程では、前記還元炉として移動炉床炉を用い、該移動炉床炉に前記平板状又は円盤状のペレットを装入して還元加熱する
　請求項２に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記混合物成形工程では、混合物成形体としてペレットを形成し、
　前記還元工程では、前記ペレットを積層してペレット積層体を形成し、前記ペレット積層体を前記還元炉に装入して前記加熱を行う
　請求項１に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記混合物成形工程では、前記混合物を立方体、直方体又は円柱の形状に成形する
　請求項４に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記混合物成形工程では、前記混合物を８０００ｍｍ^３以上の体積に成形する
　請求項４又は５に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記還元工程では、前記還元炉として移動炉床炉を用い、該移動炉床炉の炉床にペレット積層体を装入して前記加熱を行う
　請求項４乃至６のいずれか１項に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記還元工程では、厚さが１７ｍｍ以上になるように成形された前記混合物成形体を前記還元炉に装入して加熱を行う
　請求項１に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記混合物成形工程では、前記混合物成形体として、厚さが１７ｍｍ以上のペレットを得る
　請求項８に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記還元工程では、前記混合物成形体の重心から表面への最短の長さが１０ｍｍ以上になるように成形された該混合物成形体を前記還元炉に装入して前記加熱を行う
　請求項１に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記混合物成形工程では、前記混合物成形体として、重心から表面への最短の長さが１０ｍｍ以上のペレットを得る
　請求項１０に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記混合物成形工程では、前記還元炉内の温度分布に応じた厚みに前記混合物を成形し、
　前記還元工程では、前記還元炉内の温度分布に応じた箇所に、厚みを調整した前記混合物成形体を装入して前記加熱を行う
　請求項１に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記還元工程では、前記混合物成形体に対する加熱に先立ち、前記還元炉を前記還元温度で空焚きすることによって該還元炉内の温度分布を測定する
　請求項１２に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記混合物成形工程では、前記混合物成形体としてペレットに成形する
　請求項１２又は１３に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記還元工程では、前記還元炉内の温度分布において最高温度になる箇所に、厚みが最大となる前記ペレットを装入する
　請求項１４に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記還元工程では、前記還元炉内の温度分布における最高温度になる箇所に装入する前記混合物成形体の厚みを１００％としたときに、該温度分布における温度が１．０℃下がるごとに、前記混合物成形体の厚みを０．２０％以上０．８０％以下の範囲で減少するように調整した該混合物成形体を該還元炉に装入する
　請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記混合物成形工程では、前記混合物を所定の容器に充填することで成形し、前記混合物成形体として混合物充填容器を得る
　請求項１に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記還元工程では、前記混合物充填容器に蓋をした状態で加熱する
　請求項１７に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記容器は、直方体又は立方体の形状を有している
　請求項１７又は１８に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記還元工程では、前記還元炉として移動炉床炉を用い、該移動炉床炉に前記混合物充填容器を装入して還元加熱する
　請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記混合処理工程では、前記酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合及び混練する
　請求項１に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記還元工程では、前記混合物の表面に前記金属又は合金からなる殻を生成させることなく、前記酸化鉱石を還元する
　請求項２１に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記還元工程における還元温度は、１２５０℃以上１４５０℃以下である
　請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記還元工程を行った後、スラグを分離して金属又は合金を得る分離工程をさらに有する
　請求項１乃至２３のいずれか１項に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記酸化鉱石がニッケル酸化鉱石である
　請求項１乃至２４のいずれか１項に記載の酸化鉱石の製錬方法。
　前記合金としてフェロニッケルを得る
　請求項２５に記載の酸化鉱石の製錬方法。