JP2021188075A - Method for smelting oxide ore - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、酸化鉱石の乾式製錬方法に関するものであり、より詳しくは、例えばニッケル酸化鉱石等の酸化鉱石を原料として炭素質還元剤により還元することで還元物であるメタルを製造する製錬方法に関する。 The present invention relates to a pyrometallurgical method for smelting oxide ore, and more specifically, smelting an oxide ore such as nickel oxide ore as a raw material and reducing it with a carbonaceous reducing agent to produce a metal as a reduced product. Regarding the method.
酸化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を製錬する方法として、ニッケル酸化鉱石を硫黄とともに熔錬炉に投入して熔融しニッケルマットを製造する乾式方法や、ニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤をロータリーキルンや移動炉床炉を使用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方法、さらにニッケル酸化鉱石を硫酸などの酸と共に加圧容器（オートクレーブ）に入れて高温高圧下で酸浸出し、ニッケルやコバルトが混在した混合硫化物（ミックスサルファイド）を製造する方法等が知られている。 As a method for smelting nickel oxide ore called limonite or saprolite, which is a type of oxide ore, a dry method in which nickel oxide ore is put into a smelting furnace together with sulfur and melted to produce a nickel mat, or nickel oxide ore and carbon A dry method for producing ferronickel, which is an alloy of iron and nickel, using a rotary kiln or a mobile hearth furnace as a quality reducing agent, and high temperature and high pressure by putting nickel oxide ore together with an acid such as sulfuric acid in a pressurized container (autoclave). A method of producing a mixed sulfide (mixed sulfide) in which nickel and cobalt are mixed by acid leaching underneath is known.
上述した様々な方法の中で、ニッケル酸化鉱石の反応を進めるためには、ニッケル酸化鉱石を適度な大きさに破砕して塊状物化する処理を前処理として行うことが多い。 Among the various methods described above, in order to proceed with the reaction of nickel oxide ore, the treatment of crushing the nickel oxide ore to an appropriate size and agglomerating it is often performed as a pretreatment.
具体的に、ニッケル酸化鉱石を塊状物化する、すなわち粉状や微粒状の鉱石を塊状にする際には、そのニッケル酸化鉱石と、それ以外の成分、例えばバインダーやコークス等の還元剤とを混合して混合物とし、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、一辺あるいは直径が１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の塊状物（ペレット、ブリケット等を指す。以下、単に「ペレット」という）を得、これを上述のとするのが一般的である。 Specifically, when the nickel oxide ore is agglomerated, that is, when the powdery or finely granular ore is agglomerated, the nickel oxide ore is mixed with other components, for example, a reducing agent such as a binder or coke. After the water content is adjusted, the mixture is charged into a lump manufacturing machine, and a lump having a side or a diameter of about 10 mm to 30 mm (referring to pellets, briquettes, etc., hereinafter simply referred to as "pellet"). And this is generally referred to as the above.
塊状物化して得られるペレットには、含有する水分を「飛ばす」ために、ある程度の通気性が必要となる。さらに、その後の還元処理においてペレット内で均一に還元が進まないと、得られる還元物の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等の不都合が生じる。そのため、ペレットを作製する際には混合物を均一に混合したり、得られたペレットを還元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。 The pellets obtained in the form of agglomerates need to have a certain degree of air permeability in order to "skip" the contained water. Further, if the reduction does not proceed uniformly in the pellets in the subsequent reduction treatment, the composition of the obtained reduced product becomes non-uniform, and inconveniences such as dispersion or uneven distribution of the metal occur. Therefore, it is important to mix the mixture uniformly when producing the pellets and to maintain the temperature as uniform as possible when reducing the obtained pellets.
加えて、還元処理により得るフェロニッケルなどのメタルを粗大化させることも重要である。これは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、同時に生成する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）が低下するなどの弊害が生じるためである。このため、還元後のフェロニッケルをできるだけ粗大化することが望まれる。 In addition, it is also important to coarsen the metal such as ferronickel obtained by the reduction treatment. This is because when the produced ferronickel has a fine size of, for example, several tens of μm to several hundreds of μm or less, it becomes difficult to separate it from the slag produced at the same time, and the recovery rate (yield) as ferronickel decreases. This is because such harmful effects occur. Therefore, it is desired to make the reduced ferronickel as coarse as possible.
例えば、特許文献１には、金属酸化物と炭素質還元剤とを含む塊成物を加熱して塊成物に含まれる金属酸化物を還元溶融して粒状金属を製造するにあたり、粒状金属の生産性を一層高める技術を提案すること、を目的とする技術が開示されている。具体的には、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した後、得られる粒状金属を冷却してから炉外へ排出して回収する粒状金属の製造方法であって、その加熱では、塊成物中の酸化鉄を固体還元する炉の前半領域における炉内温度を１３００℃〜１４５０℃とし、塊成物中の還元鉄を浸炭、溶融させ、凝集させる炉の後半領域での炉内温度を１４００℃〜１５５０℃とすると共に、炉床上に敷き詰めた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し、炉床上に敷き詰めた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、炉床上における塊成物の敷密度を０．５以上０．８以下として加熱する際に、平均直径が１９．５ｍｍ以上３２ｍｍ以下の塊成物を炉床上に供給することを特徴とする粒状金属の製造方法が開示されている。
For example,
また、特許文献１には、塊成物の敷密度と平均直径と併せて制御することによって、粒状金属鉄の生産性を向上できる、ことも示されている。
Further,
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、あくまで塊生物の外面側での反応に関する技術であるが、還元反応に最も重要な要素は、還元反応が起きる塊成物内の状態であることは言うまでもない。すなわち、塊成物の内部での還元反応が制御することによって、反応効率や均一な還元反応が実現し、その結果高品質のメタルを製造することができると考えられる。
However, although the technique described in
さらに、特許文献１に記載の技術のように、塊成物の直径が決められた範囲に限定されると、塊成物を製造する際の収率の低下が避けられず、その結果としてコストアップになる懸念がある。なお、塊成物の敷密度が０．５〜０．８の範囲では、細密充填でないうえ、塊成物を積層することも難しくなるため、低効率な処理となる。
Further, as in the technique described in
上述したように、ニッケル酸化鉱石を混合し還元して、ニッケルと鉄とを含むメタルを製造するに際して、高い生産性を維持しつつ、コストを低減し、高品質なメタルを得ることには多くの課題があった。 As mentioned above, when nickel oxide ore is mixed and reduced to produce a metal containing nickel and iron, it is often the case to reduce costs and obtain high quality metal while maintaining high productivity. There was a problem.
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、効率よく、かつ高品質のメタルを製造することができるニッケル酸化鉱石の製錬方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for smelting nickel oxide ore, which can efficiently produce high-quality metal.
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、ニッケル酸化鉱石と還元剤とを含む混合物を還元炉にて還元処理するにあたり、追加の還元剤を還元炉に投入するようにし、そのとき、追加の還元剤の投入量を、還元炉から排出されるメタルの分析結果に基づいて制御することで、上述した課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies, the present inventors have decided to add an additional reducing agent to the reducing furnace when the mixture containing the nickel oxide ore and the reducing agent is reduced in the reducing furnace. We have found that the above-mentioned problems can be solved by controlling the amount of the reducing agent added in the above method based on the analysis result of the metal discharged from the reducing furnace, and have completed the present invention.
（１）本発明の第１は、ニッケル酸化鉱石と、第１の還元剤と、を含有する混合物を得る混合工程と、還元炉に前記混合物を装入し、該混合物に還元処理を施すことによってメタルとスラグとを含む還元物を得る還元工程と、有し、前記還元工程では、追加の還元剤である第２の還元剤を前記還元炉に投入して前記還元処理を施し、前記第２の還元剤の投入量を、前記還元炉から排出される還元物であるメタルの分析結果に基づいて制御する、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。 (1) The first of the present invention is a mixing step of obtaining a mixture containing nickel oxide ore and a first reducing agent, and charging the mixture into a reduction furnace and subjecting the mixture to a reduction treatment. In the reducing step of obtaining a reduced product containing metal and slag, a second reducing agent, which is an additional reducing agent, is put into the reducing furnace to perform the reducing treatment, and the first step is performed. This is a method for smelting nickel oxide ore, in which the amount of the reducing agent of No. 2 is controlled based on the analysis result of the metal which is the reducing product discharged from the reducing furnace.
（２）本発明の第２は、第１の発明において、前記第２の還元剤の投入量を、前記メタル中のニッケル品位の分析結果に基づいて制御するニッケル酸化鉱石の製錬方法である。 (2) The second aspect of the present invention is the method for smelting nickel oxide ore in the first invention, in which the amount of the second reducing agent input is controlled based on the analysis result of the nickel grade in the metal. ..
（３）本発明の第３は、第１の発明において、前記第２の還元剤の投入量を、前記混合物に含有されたニッケルがメタルに還元された割合を示すニッケルメタル化率の分析結果に基づいて制御するニッケル酸化鉱石の製錬方法。 (3) The third aspect of the present invention is the analysis result of the nickel metallization rate indicating the ratio of nickel contained in the mixture reduced to metal in the first invention. A method of smelting nickel oxide ore that is controlled based on.
（４）本発明の第４は、第１の発明において、前記第２の還元剤の投入量を、前記メタル中のニッケル品位、及び、前記混合物に含有されたニッケルがメタルに還元された割合を示すニッケルメタル化率の分析結果に基づいて制御する、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。 (4) In the fourth aspect of the present invention, in the first invention, the amount of the second reducing agent added is the nickel grade in the metal and the ratio of nickel contained in the mixture reduced to the metal. This is a method for smelting nickel oxide ore, which is controlled based on the analysis result of the nickel metallization rate.
（５）本発明の第５は、第１から第４のいずれかの発明において、前記還元工程では、前記還元炉における前記混合物を装入する装入口から前記第２の還元剤を投入する
請求項１から４のいずれかに記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法である。
(5) According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth inventions, in the reduction step, the second reducing agent is charged from the charging inlet for charging the mixture in the reduction furnace. Item 6. The method for smelting nickel oxide ore according to any one of
（６）本発明の第６は、第１から第５のいずれかの発明において、前記還元工程では、前記還元炉における前記混合物を装入する装入口とは異なる還元剤投入口から前記第２の還元剤を投入する、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。 (6) A sixth aspect of the present invention is that in any one of the first to fifth inventions, in the reduction step, the second is from a reducing agent inlet different from the charging inlet for charging the mixture in the reduction furnace. It is a method of smelting nickel oxide ore by adding a reducing agent.
（７）本発明の第７は、第１から第６のいずれかの発明において、前記還元工程では、前記還元処理によって前記混合物を溶融状態とし、得られる溶融状態のメタルとスラグとを比重により分離する、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。 (7) In the seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth inventions, in the reduction step, the mixture is brought into a molten state by the reduction treatment, and the obtained molten metal and slag are subjected to specific gravity. It is a method of smelting nickel oxide ore to be separated.
本発明によれば、効率よく、かつ高品質のメタルを製造することができるニッケル酸化鉱石の製錬方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for smelting nickel oxide ore, which can efficiently produce high quality metal.
以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without changing the gist of the present invention. Further, in the present specification, the notation "X to Y" (X and Y are arbitrary numerical values) means "X or more and Y or less".
≪１．ニッケル酸化鉱石の製錬方法の概要≫
本発明のニッケル酸化鉱石の製錬方法は、ニッケル酸化鉱石を原料として、そのニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合して得られる混合物を還元することによって、還元物であるメタルを製造する酸化鉱石の製錬方法である。具体的には、原還元物として、鉄とニッケルの合金であるフェロニッケルメタルを製造する。
≪1. Overview of nickel oxide ore smelting method ≫
In the method for smelting nickel oxide ore of the present invention, a metal as a reduced product is produced by reducing a mixture obtained by mixing the nickel oxide ore with a carbonaceous reducing agent using the nickel oxide ore as a raw material. It is a method of smelting oxide ore. Specifically, ferro-nickel metal, which is an alloy of iron and nickel, is produced as an original reduced product.
本発明の酸化鉱石のニッケル製錬方法は、ニッケル酸化鉱石と還元剤（第１の還元剤）との混合物を還元炉にて還元処理する還元工程において、追加の還元剤（第２の還元剤）を還元炉内に投入するようにし、その追加の還元剤の投入量を、還元炉から排出される還元物であるメタルの分析結果に基づいて制御することを特徴としてる。 The nickel smelting method for oxide ore of the present invention is an additional reducing agent (second reducing agent) in the reduction step of reducing a mixture of nickel oxide ore and a reducing agent (first reducing agent) in a reducing furnace. ) Is charged into the reducing furnace, and the amount of the additional reducing agent added is controlled based on the analysis result of the metal as the reducing agent discharged from the reducing furnace.
ここで、追加の還元剤（第２の還元剤）とは、原料のニッケル酸化鉱石と混合させて混合物とした第１の還元剤とは別に、還元処理において原料中のニッケル等を還元させてメタル化するために追加で投入する還元剤をいう。 Here, the additional reducing agent (second reducing agent) is different from the first reducing agent which is mixed with the nickel oxide ore of the raw material to form a mixture, and the nickel or the like in the raw material is reduced in the reduction treatment. A reducing agent that is additionally added for metallization.
このような方法によれば、追加の還元剤（第２の還元剤）を投入して還元処理を行うことにより、ニッケル酸化鉱石の製錬反応をより効果的に進行させることができるとともに、その第２の還元剤の投入量をメタルの分析結果に基づいて制御するようにしているため、原料鉱石のニッケル品位等に依存することなく、また鉄の還元量を抑制しながら、得られるメタルの品位を効率的かつ安定的に高めることが可能であり、高品質なメタルを長期に亘って製造することができる。また、第２の還元剤の投入量制御を行っているため、過剰の投入を防いで、還元剤の使用コストを低減することも可能となる。 According to such a method, by adding an additional reducing agent (second reducing agent) and performing the reduction treatment, the smelting reaction of the nickel oxide ore can be more effectively promoted, and the reduction treatment thereof can be carried out. Since the amount of the second reducing agent added is controlled based on the analysis result of the metal, the obtained metal can be obtained without depending on the nickel grade of the raw material ore and while suppressing the reduction amount of iron. It is possible to improve the quality efficiently and stably, and it is possible to produce high quality metal for a long period of time. Further, since the input amount of the second reducing agent is controlled, it is possible to prevent excessive input and reduce the cost of using the reducing agent.
≪２．ニッケル酸化鉱石の製錬方法≫
以下では、本発明の具体的な実施形態（以下、「本実施の形態」という）として、原料鉱石にニッケル酸化鉱石を用い、そのニッケル酸化鉱石を溶融還元することで、ニッケル酸化鉱石に含まれるニッケル（酸化ニッケル）と鉄（酸化鉄）とをメタル化して鉄−ニッケル合金（フェロニッケル）を生成させる製錬方法を例に挙げて説明する。
≪2. Nickel oxide ore smelting method ≫
Hereinafter, as a specific embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as “the present embodiment”), nickel oxide ore is used as a raw material ore, and the nickel oxide ore is melt-reduced and contained in the nickel oxide ore. A smelting method for forming an iron-nickel alloy (ferronickel) by metallizing nickel (nickel oxide) and iron (iron oxide) will be described as an example.
具体的に、本実施の形態に係るニッケル酸化鉱石の製錬方法は、図１に示すように、ニッケル酸化鉱石と、炭素質還元剤（第１の還元剤）と、を含有する混合物を得る混合工程Ｓ１と、得られた混合物を乾燥する乾燥工程Ｓ２と、還元炉に混合物を装入して混合物に還元処理を施すことによってメタルとスラグとを含む還元物を得る還元工程Ｓ３と、得られた還元物からメタルを回収する回収工程Ｓ４と、を有する。 Specifically, in the method for smelting nickel oxide ore according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, a mixture containing nickel oxide ore and a carbonaceous reducing agent (first reducing agent) is obtained. A mixing step S1, a drying step S2 for drying the obtained mixture, and a reduction step S3 for obtaining a reducing product containing a metal and a slag by charging the mixture into a reduction furnace and subjecting the mixture to a reducing treatment. It has a recovery step S4 for recovering metal from the reduced product.
＜２−１．混合工程＞
混合工程Ｓ１は、ニッケル酸化鉱石と還元剤である炭素質還元剤とを混合して混合物を得る。ここで、混合工程Ｓ１にてニッケル酸化鉱石と混合して混合物を構成する炭素質還元剤を「第１の還元剤」として、後述する還元工程Ｓ３にて別途用いる追加の還元剤（第２の還元剤）とは区別する。
<2-1. Mixing process>
In the mixing step S1, the nickel oxide ore and the carbonaceous reducing agent which is a reducing agent are mixed to obtain a mixture. Here, the carbonaceous reducing agent that is mixed with the nickel oxide ore in the mixing step S1 to form a mixture is referred to as a "first reducing agent", and an additional reducing agent (second) that is separately used in the reduction step S3 described later. Distinguish from reducing agents).
具体的に、混合工程Ｓ１では、まず、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石に、第１の還元剤である炭素質還元剤を添加して混合し、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０．１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下程度の粉末を添加して混合し、混合物を得る。なお、混合処理は、混合機等を用いて行うことができる。 Specifically, in the mixing step S1, first, a carbonaceous reducing agent, which is a first reducing agent, is added to and mixed with nickel oxide ore, which is a raw material ore, and iron ore and flux are used as additives for optional components. Powders having a particle size of, for example, 0.1 mm or more and 0.8 mm or less, such as components and binders, are added and mixed to obtain a mixture. The mixing process can be performed using a mixer or the like.
混合に際しては、添加剤に加え所定量の水を添加して行うことができる。水を添加して混合することで、原料の混合性を向上させることができる。また、混合処理では、公知の混合機等を用いて行うことができる。 The mixing can be carried out by adding a predetermined amount of water in addition to the additive. By adding water and mixing, the mixing property of the raw materials can be improved. Further, the mixing process can be performed using a known mixer or the like.
混合工程Ｓ１では、各原料の混合を行うとともに、混合性を向上させるために混練を行ってよい。混練を行うことで、原料を混合して得られた混合物にせん断力を加え、原料鉱石や炭素還元剤等の凝集を解くことができ、より均一に混合できるとともに各々の粒や粒子間における空隙を減らすことができ、還元処理に供したときに均一な反応を生じさせることが可能となる。なお、混練は、二軸混練機等を用いて行える。 In the mixing step S1, each raw material may be mixed and kneaded in order to improve the mixing property. By kneading, a shearing force is applied to the mixture obtained by mixing the raw materials, and the agglomeration of the raw material ore, the carbon reducing agent, etc. can be released, and the mixture can be mixed more uniformly and the voids between the grains and particles. Can be reduced, and a uniform reaction can be generated when subjected to the reduction treatment. The kneading can be performed using a twin-screw kneader or the like.
ここで、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、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（Ｆｅ２Ｏ３）とを含有する。 Here, the nickel oxide ore which is the raw material ore is not particularly limited, but limonite ore, saprolite ore and the like can be used. The nickel oxide ore contains nickel oxide (NiO) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) as constituents.
ニッケル酸化鉱石を用いるに際しては、粗砕、粉砕をして所定の大きさに分級、粉砕等を行ってよい。分級、粉砕等を行うことで、ある程度の範囲に粒径を揃えることができ、粉砕等により大きなサイズの鉱石を無くすことで、炭素質還元剤等との混合性を高め、また還元処理に際しての均一性を向上できる。 When nickel oxide ore is used, it may be coarsely crushed and crushed to be classified into a predetermined size, crushed and the like. By classifying, crushing, etc., the particle size can be made uniform within a certain range, and by eliminating large-sized ores by crushing, etc., the miscibility with carbonaceous reducing agents, etc. can be improved, and in the reduction treatment. Uniformity can be improved.
炭素質還元剤の混合量としては、ニッケル酸化鉱石を構成す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質量％としたとき、８０質量％以下の割合とすることが好ましく、６０質量％以下とすることがより好ましい。また、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１００質量％に対して１５質量％以上の割合とすることが好ましく、２０質量％以上の割合とすることがより好ましい。 The mixing amount of the carbonaceous reducing agent is 80% by mass or less when the amount of the carbonaceous reducing agent required for reducing the nickel oxide constituting the nickel oxide ore and iron oxide in just proportion is 100% by mass. The ratio is preferably 60% by mass or less, and more preferably 60% by mass or less. The lower limit of the mixing amount of the carbonaceous reducing agent is not particularly limited, but is preferably 15% by mass or more, and 20% by mass or more with respect to the total value of 100% by mass of chemical equivalents. It is more preferable to do so.
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、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、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。 The amount of carbonaceous reducing agent required to reduce nickel oxide and iron oxide in just proportion is the chemical equivalent required to reduce the total amount of nickel oxide to nickel metal, and iron oxide is iron metal. It can be rephrased as the total value with the chemical equivalent required for reduction to (hereinafter, also referred to as "total value of chemical equivalent").
任意成分の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質量％程度以上の鉄鉱石や、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。 The iron ore as an additive of an optional component is not particularly limited, and for example, iron ore having an iron grade of about 50% by mass or more, hematite obtained by hydrometallurgy of nickel oxide ore, or the like can be used.
鉱石と炭素質還元剤を混合した後、ペレットやブリケットに成形してよい。この際、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。 After mixing the ore and the carbonaceous reducing agent, they may be formed into pellets or briquettes. At this time, examples of the binder include bentonite, polysaccharides, resins, water glasses, dehydrated cakes, and the like. Moreover, as a flux component, for example, calcium oxide, calcium hydroxide, calcium carbonate, silicon dioxide and the like can be mentioned.
下記表１に、混合工程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。 Table 1 below shows an example of the composition (% by weight) of some of the raw material powders to be mixed in the mixing step S1. The composition of the raw material powder is not limited to this.
＜２−２．乾燥工程＞
乾燥工程Ｓ２は、得られた混合物を乾燥する。本実施の形態においては、上述した混合工程Ｓ１を経て得られた混合物をそのまま、後述する還元炉に装入して還元処理（還元工程Ｓ３）を施してもよいが、還元処理に先立って混合物を乾燥させてもよい。なお、このように乾燥工程Ｓ２にて処理を施した場合、乾燥後の混合物が、還元炉に装入されて、次に還元工程Ｓ３における処理に供される。
<2-2. Drying process>
The drying step S2 dries the obtained mixture. In the present embodiment, the mixture obtained through the above-mentioned mixing step S1 may be directly charged into a reduction furnace described later and subjected to a reduction treatment (reduction step S3), but the mixture may be subjected to a reduction treatment (reduction step S3). May be dried. When the treatment is performed in the drying step S2 in this way, the dried mixture is charged into the reduction furnace and then subjected to the treatment in the reduction step S3.
乾燥工程は必須の工程ではないが、このように還元処理に先立って混合物を乾燥させることで、その混合物に対して均一に還元処理を施すことができるとともに、混合物を確実に熔融温度以上に加熱して還元することができる。 Although the drying step is not an essential step, by drying the mixture prior to the reduction treatment in this way, the reduction treatment can be uniformly applied to the mixture, and the mixture is surely heated to the melting temperature or higher. Can be reduced.
乾燥温度としては、特に限定されないが、１５０℃以上４００℃以下の範囲とすることが好ましい。このような範囲で乾燥処理を施すことで、その処理において混合物の反応が進むことを抑制しながら、効率的に混合物を乾燥させることができる。また、混合物を所定の形状に成形して還元処理に供するような場合でも、上記の温度範囲で乾燥しておくことで、成形物が還元処理により急減に加熱され破裂してしまうことを防ぐことができる。 The drying temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 150 ° C. or higher and 400 ° C. or lower. By performing the drying treatment in such a range, the mixture can be efficiently dried while suppressing the reaction of the mixture from proceeding in the treatment. Further, even when the mixture is molded into a predetermined shape and subjected to the reduction treatment, by drying it in the above temperature range, it is possible to prevent the molded product from being rapidly heated by the reduction treatment and bursting. Can be done.
乾燥方法としては、特に限定されない。例えば、内部が所定の乾燥温度に調整された乾燥設備に混合物を装入し、所定の時間保持することによって乾燥させる方法や、所定の乾燥温度の熱風を混合物に吹き付けて乾燥させる方法等を挙げることができる。 The drying method is not particularly limited. For example, a method of charging the mixture into a drying facility whose inside is adjusted to a predetermined drying temperature and holding the mixture for a predetermined time to dry the mixture, a method of blowing hot air having a predetermined drying temperature onto the mixture to dry the mixture, and the like. be able to.
あるいは、加熱還元を行う還元炉にて発生する排ガスを利用して乾燥してもよい。還元処理を経て発生する排ガスは、非常に高温であるため、ニッケル酸化鉱石を含む混合物の乾燥に適している。また、高温であることからガス流量を抑えた乾燥処理を行うことができ、それにより、乾燥処理でのダスト発生率を抑えることができる。還元炉からの排ガスを利用する場合、還元炉と乾燥設備との間を配管で繋ぐように構成して、還元炉から発生した排ガスを乾燥設備に直接移送することが好ましい。 Alternatively, the exhaust gas generated in the reduction furnace that performs heat reduction may be used for drying. Since the exhaust gas generated through the reduction treatment has a very high temperature, it is suitable for drying a mixture containing nickel oxide ore. Further, since the temperature is high, the drying treatment can be performed while suppressing the gas flow rate, whereby the dust generation rate in the drying treatment can be suppressed. When the exhaust gas from the reduction furnace is used, it is preferable to configure the reduction furnace and the drying facility to be connected by a pipe and directly transfer the exhaust gas generated from the reduction furnace to the drying facility.
下記表２に、乾燥処理後の混合物における固形分中組成（重量部）の一例を示す。なお、混合物の組成としては、これに限定されるものではない。 Table 2 below shows an example of the composition (parts by weight) in the solid content of the mixture after the drying treatment. The composition of the mixture is not limited to this.
なお、上述した混合工程Ｓ１において混合と同時に乾燥処理を施してもよく、このような混合工程Ｓ１にて乾燥も行う場合や、乾燥が必要のない鉱石を原料とする場合等では、乾燥工程Ｓ２を省略することもできる。また、例えば付着性の強い鉱石を原料とする場合には、乾燥を行った後に混合を行ってよく、鉱石、炭素質還元剤等の性状に応じて適宜、工程を選択すればよい。 In addition, the drying treatment may be performed at the same time as the mixing in the above-mentioned mixing step S1, and in the case where the drying is also performed in such a mixing step S1 or when the ore that does not need to be dried is used as a raw material, the drying step S2 Can be omitted. Further, for example, when an ore having a strong adhesiveness is used as a raw material, the mixture may be mixed after drying, and the process may be appropriately selected according to the properties of the ore, the carbonaceous reducing agent and the like.
＜２−３．還元工程＞
還元工程Ｓ３は、得られた混合物を還元炉に装入し、混合物に還元処理を施す。具体的に、本実施の形態に係るニッケル酸化鉱石の製錬方法では、還元炉（溶融炉）を用い、混合物を加熱して熔融状態することによってニッケル酸化鉱石を還元する。
<2-3. Reduction process>
In the reduction step S3, the obtained mixture is charged into a reduction furnace, and the mixture is subjected to a reduction treatment. Specifically, in the method for smelting nickel oxide ore according to the present embodiment, a reduction furnace (melting furnace) is used to heat the mixture to a molten state to reduce the nickel oxide ore.
ここで、還元工程Ｓ３における還元処理では、還元炉内に装入した混合物に対して加熱することで徐々にニッケル酸化鉱石の還元反応が進行するため、混合物が熔融状態となる前の固体状態においても還元反応が生じている。還元炉内では、ニッケル酸化鉱石に対する還元反応の進行と共に、次第に混合物がバーナーの加熱によって固体状態から液体状態、すなわち熔融状態へと変化していき、最終的には還元処理により生成した、熔融状態のメタルとスラグとが得られる。 Here, in the reduction treatment in the reduction step S3, the reduction reaction of the nickel oxide ore gradually proceeds by heating the mixture charged in the reduction furnace, so that the mixture is in a solid state before it is in a molten state. Is also undergoing a reduction reaction. In the reduction furnace, as the reduction reaction to the nickel oxide ore progresses, the mixture gradually changes from the solid state to the liquid state, that is, the molten state by heating the burner, and finally the molten state produced by the reduction treatment. Metal and slag can be obtained.
さて、本実施の形態に係るニッケル酸化鉱石の製錬方法では、還元処理において追加の還元剤（第２の還元剤）を還元炉内に投入するようにしており、このとき、その第２の還元剤の投入量を、還元炉から排出される還元物であるメタルの分析結果に基づいて制御することを特徴としている。 By the way, in the method for smelting nickel oxide ore according to the present embodiment, an additional reducing agent (second reducing agent) is put into the reducing furnace in the reduction treatment, and at this time, the second reducing agent is charged. It is characterized in that the input amount of the reducing agent is controlled based on the analysis result of the metal which is the reducing product discharged from the reducing furnace.
原料鉱石のニッケル品位は常に一定ではなく、ある程度ばらつくことがある。このため、同じ割合でニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤を含有させてもニッケル酸化鉱石を構成する酸化物を過不足なく還元するのに最適な混合比とならないことがある。 The nickel grade of the raw material ore is not always constant and may vary to some extent. Therefore, even if the nickel oxide ore and the carbonaceous reducing agent are contained in the same ratio, the optimum mixing ratio may not be obtained to reduce the oxides constituting the nickel oxide ore in just proportion.
このような問題を解決するためには、例えば、還元炉から排出される還元物であるメタルの分析結果に基づいて、酸化物を過不足なく還元できるように酸化鉱石と炭素質還元剤の混合比を変更してその分析結果をフィードバックする方法が考えられる。しかしながら、酸化鉱石と炭素質還元剤が混合されてからメタルで回収されるまでには数十時間かそれ以上の時間を要するため、このような方法だと、その最適な混合比が求まるまでの間に次の製錬が行えなくなり連続操業ができない。 In order to solve such a problem, for example, based on the analysis result of the metal which is the reducing product discharged from the reduction furnace, the oxide ore and the carbonaceous reducing agent are mixed so that the oxide can be reduced in just proportion. A method of changing the ratio and feeding back the analysis result can be considered. However, it takes several tens of hours or more from the mixing of the oxide ore and the carbonaceous reducing agent to the recovery of the metal, so with such a method, the optimum mixing ratio can be obtained. In the meantime, the next smelting cannot be performed and continuous operation cannot be performed.
連続操業しながらメタル化率に応じて炭素質還元剤の混合比を制御しようとすると、例えば、還元炉から排出される還元物であるメタルの分析結果に基づいて混合物中の酸化鉱石と炭素質還元剤の混合比を変更しても、還元炉内にすでに装入されている還元処理中の混合物は変更前の混合比となっている。つまり、分析結果のフィードバックが反映されるのに時間がかかってしまい、変更前の混合比の混合物の還元処理が終了するまで最適な混合比での還元処理を行うことができず、その間に品質の低いメタルが製造されてしまうこととなる。 When trying to control the mixing ratio of the carbonaceous reducing agent according to the metallization rate during continuous operation, for example, the oxide ore and carbonaceous material in the mixture based on the analysis result of the metal which is the reducing agent discharged from the reduction furnace. Even if the mixing ratio of the reducing agent is changed, the mixing ratio of the mixture already charged in the reducing furnace during the reduction treatment is the same as that before the change. In other words, it takes time for the feedback of the analysis result to be reflected, and the reduction treatment at the optimum mixing ratio cannot be performed until the reduction treatment of the mixture at the mixing ratio before the change is completed, and the quality is in the meantime. Low metal will be manufactured.
そこで、本実施の形態では、還元処理を施す際に追加の還元剤（第２の還元剤）を投入し、その第２の還元剤の投入量を、還元炉から排出される還元物であるメタルの分析結果に基づいて制御する。連続操業での製錬であっても、混合物の還元剤の混合比を後から変更するのと同等の効果が得られ、分析結果のフィードバックが反映される時間を短縮して最適な混合比での還元処理を行うことができる。つまり、分析結果のフィードバックが反映されるのに時間がかかることによる品質の低いメタルが製造されることを効果的に抑制して、高品質なメタルを効率的に製造することが可能となる。 Therefore, in the present embodiment, an additional reducing agent (second reducing agent) is added when the reduction treatment is performed, and the amount of the second reducing agent added is the reduced product discharged from the reducing furnace. Control based on the metal analysis results. Even in smelting in continuous operation, the same effect as changing the mixing ratio of the reducing agent of the mixture later can be obtained, and the time for the feedback of the analysis result to be reflected is shortened to the optimum mixing ratio. Can be reduced. That is, it is possible to effectively suppress the production of low-quality metal due to the time it takes for the feedback of the analysis result to be reflected, and to efficiently produce high-quality metal.
また、原料鉱石のニッケル品位等に依存することなく、また鉄の還元量を抑制しながら、得られるメタルの品位を効率的かつ安定的に高めることが可能であり、高品質なメタルを長期に亘って製造することができる。また、第２の還元剤の投入量を制御しているため、過剰の投入を防いで、還元剤の使用コストを低減することも可能となる。 In addition, it is possible to efficiently and stably improve the quality of the obtained metal without depending on the nickel grade of the raw material ore and while suppressing the reduction amount of iron, so that high-quality metal can be produced for a long period of time. Can be manufactured over. Further, since the amount of the second reducing agent added is controlled, it is possible to prevent excessive addition and reduce the cost of using the reducing agent.
メタルの分析結果としては、還元炉から排出される還元物であるメタル中のニッケル品位の分析結果が挙げられる。すなわち、第２の還元剤の投入量を、メタル中のニッケル品位の分析結果に基づいて制御する。ここで、メタル中のニッケル品位とは、還元物であるメタル中のニッケル含有割合（含有率）をいい、例えば下記式（１）で算出される。
メタル中ニッケル含有率（％）＝メタル中のニッケルの質量／（メタル中のニッケルと鉄の合計質量）×１００ ・・・（１）式
As the analysis result of the metal, the analysis result of the nickel grade in the metal which is the reduced product discharged from the reduction furnace can be mentioned. That is, the amount of the second reducing agent added is controlled based on the analysis result of the nickel grade in the metal. Here, the nickel grade in the metal means the nickel content ratio (content rate) in the metal as a reduced product, and is calculated by, for example, the following formula (1).
Nickel content in metal (%) = mass of nickel in metal / (total mass of nickel and iron in metal) x 100 ... Eq. (1)
具体的には、メタル中のニッケル品位について所定の閾値を設定し（例えばニッケル品位の閾値：１８．０％）、分析の結果としてニッケル品位が所定の閾値以下であった場合には、第２の還元剤量の投入量を増加させるように制御する。 Specifically, a predetermined threshold value is set for the nickel grade in the metal (for example, the nickel grade threshold value: 18.0%), and when the nickel grade is equal to or lower than the predetermined threshold value as a result of the analysis, the second threshold value is set. The amount of the reducing agent added is controlled to be increased.
また、メタルの分析結果としては、混合物に含有されたニッケルがメタルに還元された割合を示すニッケルメタル化率の分析結果を挙げることもできる。すなわち、第２の還元剤の投入量を、混合物に含有されたニッケルがメタルに還元された割合を示すニッケルメタル化率の分析結果に基づいて制御する。ここで、ニッケルメタル化率とは、例えば下記式（２）で算出される。
ニッケルメタル化率（％）＝メタル中のニッケルの質量／（混合物中の全てのニッケルの質量）×１００ ・・・（２）
Further, as the analysis result of the metal, the analysis result of the nickel metallization rate showing the ratio of the nickel contained in the mixture reduced to the metal can also be mentioned. That is, the amount of the second reducing agent added is controlled based on the analysis result of the nickel metallization rate indicating the ratio of nickel contained in the mixture reduced to metal. Here, the nickel metallization rate is calculated by, for example, the following formula (2).
Nickel metallization rate (%) = mass of nickel in metal / (mass of all nickel in the mixture) x 100 ... (2)
具体的には、ニッケルメタル化率について所定の閾値を設定し（例えばニッケルメタル化率の閾値：９４．５％）、分析の結果としてニッケルメタル化率が所定の閾値以下であった場合には、第２の還元剤量の投入量を増加させるように制御する。 Specifically, a predetermined threshold value is set for the nickel metallization rate (for example, the nickel metallization rate threshold value: 94.5%), and when the nickel metallization rate is equal to or less than the predetermined threshold value as a result of the analysis. , The input amount of the second reducing agent is controlled to be increased.
また、メタルの分析結果としては、上述したメタル中のニッケル品位とニッケルメタル化率との両方を利用し、すなわち、第２の還元剤の投入量を、メタル中のニッケル品位、及び、混合物に含有されたニッケルがメタルに還元された割合を示すニッケルメタル化率の分析結果に基づいて制御する。 Further, as the analysis result of the metal, both the nickel grade in the metal and the nickel metalation rate described above are used, that is, the input amount of the second reducing agent is applied to the nickel grade in the metal and the mixture. It is controlled based on the analysis result of the nickel metalation rate, which indicates the ratio of the contained nickel reduced to the metal.
具体的には、メタル中にニッケル品位の所定の閾値と、ニッケルメタル化率の所定の閾値とを設定し、分析の結果としてニッケル品位が所定の閾値以下であり、かつ、ニッケルメタル化率が所定の閾値以下であった場合には、第２の還元剤量の投入量を増加させるように制御する。 Specifically, a predetermined threshold value of nickel grade and a predetermined threshold value of nickel metallization rate are set in the metal, and as a result of analysis, the nickel grade is equal to or less than the predetermined threshold value and the nickel metallization rate is high. When it is equal to or less than a predetermined threshold value, the amount of the second reducing agent added is controlled to be increased.
なお、メタルの分析結果としては、上述したような、メタル中のニッケル品位（メタル中ニッケル含有率）やニッケルメタル化率に限定されるものではない。例えば、メタル中のニッケル以外の金属（例えば鉄等）の含有率や、投入した鉱石中のニッケル含有量に対するニッケル回収量で定義されるニッケルメタル回収率等であってもよい。 The metal analysis result is not limited to the nickel grade (nickel content in the metal) and the nickel metallization rate as described above. For example, the content of a metal other than nickel (for example, iron, etc.) in the metal, the nickel metal recovery rate defined by the nickel recovery amount with respect to the nickel content in the charged ore, or the like may be used.
例えば、メタルの分析結果として、メタル中の鉄の含有率を一つの基準として採用することで、分析結果に基づいて鉄含有率が所定の閾値以上であった場合、鉄の還元量が過剰であると判断して、第２の還元剤の投入量を減少させるように制御することができる。 For example, by adopting the iron content in the metal as one criterion as the metal analysis result, if the iron content is above a predetermined threshold value based on the analysis result, the iron reduction amount is excessive. It can be determined that there is, and the input amount of the second reducing agent can be controlled to be reduced.
図２は、還元炉（バーナー炉）において第２の還元剤を還元炉に投入する具体的な態様例を説明するための図である。図２に示すように、還元炉１０は、処理対象である混合物を装入して溶融還元処理する場となる処理部１１と、処理部１１内に混合物を装入する装入口１２と、得られた還元物を排出する排出口１３と、混合物を加熱するバーナー１４と、を備える。
FIG. 2 is a diagram for explaining a specific example of mode in which the second reducing agent is charged into the reduction furnace in the reduction furnace (burner furnace). As shown in FIG. 2, the
また、還元炉１０の上部には、さらに装入口１２とは異なる還元剤投入口１５を備えるようにすることができる。還元炉１０では、還元処理において、還元剤投入口１５から第２の還元剤Ｃが投入されるように構成されている。このように、装入口とは異なる還元剤投入口１５から第２の還元剤Ｃを投入することで、連続操業において還元処理対象である混合物の装入を阻害することなく、第２の還元剤Ｃを還元炉内に投入することが可能となる。
Further, the upper part of the
なお、第２の還元剤については、混合物を装入する装入口から投入してもよい。還元剤投入口を備えていない通常の還元炉であっても、第２の還元剤を還元炉に投入することが可能となるので汎用性が高い。 The second reducing agent may be added from the charging inlet where the mixture is charged. Even in a normal reducing furnace not provided with a reducing agent charging port, the second reducing agent can be charged into the reducing agent, so that the versatility is high.
第２の還元剤は、特に制限はされず、例えば、石炭粉、コークス粉等のような炭素質還元剤であってもよく、ＣＯガス（一酸化炭素）等のような還元性気体であってもよい。例えば、混合物に含まれる第１の還元剤（炭素質還元剤）と同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。 The second reducing agent is not particularly limited, and may be, for example, a carbonaceous reducing agent such as coal powder, coke powder, etc., or a reducing gas such as CO gas (carbon monoxide). You may. For example, it may be the same as or different from the first reducing agent (carbonaceous reducing agent) contained in the mixture.
そして、還元炉１０はバーナーを備えるバーナー炉である。バーナー炉は、構造が簡易であって付属設備が少ないため、操業コストや定期メンテナンスのコスト等を低減することができる。さらに、バーナーを用いて混合物を加熱することにより、短時間で還元反応を進行させ、また短時間で混合物を熔融することができる。なお、本実施の形態では、バーナー炉内での還元処理を一例に挙げて説明したが、還元炉は、電気炉であってもよい。
The
還元処理においては、得られるメタルとスラグのそれぞれの温度が１３００℃以上１７００℃以下の範囲となるように加熱することが好ましい。特に、得られるメタルの温度が１４００℃以上１６００℃以下の範囲であり、スラグの温度が１４８０℃以上１６８０℃以下の範囲となるよう加熱することが好ましい。メタルとスラグの温度がこのような範囲となるように加熱することで、メタルとスラグとが熔融して還元反応を効果的に進行することで、ニッケル含有量の高い高品質なメタルを製造することができる。 In the reduction treatment, it is preferable to heat the obtained metal and slag so that the respective temperatures are in the range of 1300 ° C. or higher and 1700 ° C. or lower. In particular, it is preferable to heat the obtained metal so that the temperature of the obtained metal is in the range of 1400 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower, and the temperature of the slag is in the range of 1480 ° C. or higher and 1680 ° C. or lower. By heating the metal and slag so that the temperature is in such a range, the metal and slag are melted and the reduction reaction is effectively proceeded to produce a high-quality metal having a high nickel content. be able to.
なお、得られるメタルとスラグの温度の制御は、バーナーにおける燃料加熱量を増減する等して加熱温度を制御して行うことができる。 The temperature of the obtained metal and slag can be controlled by controlling the heating temperature by increasing or decreasing the amount of fuel heating in the burner.
＜２−４．回収工程＞
回収工程Ｓ４は、得られた還元物からメタルを回収する。還元工程Ｓ３における還元処理では、混合物を熔融状態にして還元するため、熔融メタルと熔融スラグとが生成する。メタルはスラグと比較して比重が大きく重いため、それぞれは比重差によって自然に分離し、メタルは還元炉の炉底に溜まる。そのため、還元炉の炉底付近にある排出口（例えば図２に示す還元炉１０における排出口１３）から溶融状態のメタルを抜き出して回収することで、メタルのみを選択的に回収することができる。一方、スラグはメタルの上に浮くため、例えば炉壁から抜き出して回収することができる。
<2-4. Collection process>
The recovery step S4 recovers the metal from the obtained reduced product. In the reduction treatment in the reduction step S3, the mixture is brought into a molten state and reduced, so that molten metal and molten slag are produced. Since metal has a larger and heavier specific gravity than slag, each of them naturally separates due to the difference in specific gravity, and the metal accumulates in the bottom of the reduction furnace. Therefore, only the metal can be selectively recovered by extracting and recovering the molten metal from the discharge port near the bottom of the reduction furnace (for example, the
このようにして溶融状態のメタルとスラグとの比重差を利用して簡単に分離することが可能となることで、高い回収率でメタルを回収することができる。 In this way, the metal can be easily recovered by utilizing the difference in specific gravity between the molten metal and the slag, so that the metal can be recovered with a high recovery rate.
なお、メタルとスラグとを混在した状態で還元炉の排出口から抜き出して回収してもよい。１つの排出口からメタルとスラグとを混在した状態で抜き出した場合、抜き出されたメタルとスラグとが冷却し、固化して、その後、磁選等で分離することでメタルを回収することができる。なお、メタルとスラグとは熔融状態にあるときに比重差によって既に分離しているため、基本的には固体の状態でもメタルとスラグとが分離した状態が維持されており、磁選等の方法でも容易にメタルを回収することができる。 In addition, metal and slag may be mixed and collected from the discharge port of the reduction furnace. When metal and slag are mixed and extracted from one discharge port, the extracted metal and slag are cooled and solidified, and then separated by magnetic separation or the like to recover the metal. .. Since the metal and slag are already separated due to the difference in specific gravity when they are in the molten state, the state in which the metal and slag are separated is basically maintained even in the solid state, and even by a method such as magnetic separation. The metal can be easily recovered.
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。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in more detail, but the present invention is not limited to the following examples.
＜実施例、比較例＞
（混合工程）
原料鉱石としてニッケル酸化鉱石と鉄鉱石を用い、これにフラックス成分である珪砂及び石灰石、バインダー、炭素質還元剤（石炭粉、炭素含有量：７８質量％、平均粒径：約６５μｍ。「第１の還元剤」ともいう）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。
<Examples and comparative examples>
(Mixing process)
Nickel oxide ore and iron ore are used as raw material ores, and the flux components such as silica sand and limestone, binder, and carbonaceous reducing agent (coal powder, carbon content: 78% by mass, average particle size: about 65 μm. (Also referred to as "reducing agent") was mixed using a mixer while adding an appropriate amount of water to obtain a mixture.
なお、炭素質還元剤は、ニッケル酸化鉱石に含まれる酸化ニッケル（ＮｉＯ）と酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）とを過不足なく還元するのに必要な量を１００質量％としたときに２５質量％の割合となる量で含有させた。 The carbonaceous reducing agent is 25% by mass when the amount required to reduce nickel oxide (NiO) and iron oxide (Fe 2 O 3) contained in nickel oxide ore in just proportion is 100% by mass. It was contained in an amount of%.
（乾燥工程）
得られた混合物を成形せずにそのまま乾燥設備に装入して１８０℃以上の温度で１時間の乾燥処理を施した。
(Drying process)
The obtained mixture was directly charged into a drying facility without being molded and dried at a temperature of 180 ° C. or higher for 1 hour.
（還元工程）
・還元工程における還元処理について
乾燥後の混合物を、バーナーを有する還元炉（バーナー炉）に一定量の割合で連続して供給し、装入した混合物をバーナーにより加熱して熔融状態にして還元処理を連続的に施した。バーナーとしては気体燃料を用いたガスバーナーとし、炉内温度（還元温度）は１５５０℃とした。
(Reduction process)
-Reduction treatment in the reduction process The dried mixture is continuously supplied to a reduction furnace having a burner (burner furnace) at a constant ratio, and the charged mixture is heated by a burner to be in a molten state for reduction treatment. Was applied continuously. The burner was a gas burner using gaseous fuel, and the temperature inside the furnace (reduction temperature) was 1550 ° C.
ここで、還元処理の開始から３０分おきに、還元炉の排出口から還元物であるメタルの回収をし、そのメタルの分析を行った。下記表３に示すように、メタル回収１回目の試料を「試料１」として、順次、メタル回収ｎ回目の試料を「試料ｎ」と称し、それぞれのメタルの分析を行った。
Here, every 30 minutes from the start of the reduction treatment, the metal as a reduced product was recovered from the discharge port of the reduction furnace, and the metal was analyzed. As shown in Table 3 below, the sample with the first metal recovery was referred to as "
・メタルの分析について
回収した各メタルの試料について、メタル中ニッケル含有率（ニッケル品位）、及び、ニッケルメタル化率をそれぞれ分析した。下記表３に、分析結果を示す。
-Metal analysis For each recovered metal sample, the nickel content (nickel grade) and nickel metallization rate in the metal were analyzed. The analysis results are shown in Table 3 below.
具体的に、メタルの分析において、ＩＣＰ発光分光分析器（ＳＨＩＭＡＺＵ Ｓ−８１００）を用いてメタル中のニッケル含有量を測定し、ニッケルメタル率については下記式（１）により、メタル中ニッケル含有率については下記式（２）により算出した。
メタル中ニッケル含有率（％）＝メタル中のニッケルの質量／（メタル中のニッケルと鉄の合計質量）×１００ ・・・（１）式
ニッケルメタル化率（％）＝メタル中のニッケルの質量／（混合物中の全てのニッケルの質量）×１００ ・・・（２）式
Specifically, in the analysis of metal, the nickel content in the metal was measured using an ICP emission spectrophotometer (SHIMAZUS-8100), and the nickel metal ratio was determined by the following formula (1). Was calculated by the following formula (2).
Nickel content in metal (%) = mass of nickel in metal / (total mass of nickel and iron in metal) x 100 ... (1) Nickel metallization rate (%) = mass of nickel in metal / (Mass of all nickel in the mixture) x 100 ... Eq. (2)
・追加の還元剤（第２の還元剤）の投入について
本実施例では、連続的な還元処理の開始から３０分〜９０分で回収したメタル試料（試料１〜３）の分析結果に基づいて、その後の還元処理において追加の還元剤（「第２の還元剤」ともいう）を投入した。なお、第２の還元剤は、第１の還元剤と同じ石炭粉（炭素含有量：７８質量％、平均粒径：約６５μｍ）を用いた。
-Addition of additional reducing agent (second reducing agent) In this example, based on the analysis results of the metal samples (
具体的に、還元炉から排出されたメタルの分析結果として、メタル中のニッケル含有率及びニッケルメタル化率を指標とし、ニッケル含有率の閾値を１８．０％、ニッケルメタル化率の閾値を９４．５％として、いずれか一つの指標において閾値以下であった場合、第２の還元剤を投入するという制御を行った。 Specifically, as an analysis result of the metal discharged from the reducing furnace, the nickel content and the nickel metallization rate in the metal are used as indexes, the nickel content threshold is 18.0%, and the nickel metalation rate threshold is 94. When the value was set to 5.5% and it was below the threshold value in any one of the indexes, the control was performed to add a second reducing agent.
そこで、試料１〜３のメタルの分析の結果ニッケルメタル化率（％）が９４．５％を下回っていたため（下記表３参照）、それ以降（試料４〜１４）の還元処理において追加の還元剤である第２の還元剤を投入するという制御を行った。なお、第２の還元剤の投入量は、ニッケル酸化鉱石に含まれる酸化ニッケル（ＮｉＯ）と酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）とを過不足なく還元するのに必要な量を１００質量％としたときに１．２質量％の割合であった。
Therefore, as a result of metal analysis of
表３から分かるように、試料１〜３のメタルの分析結果に基づいて、還元処理において追加の還元剤である第２の還元剤の投入を制御した以降では、得られたメタルのニッケル含有率及びニッケルメタル化率が上がり、高品質なメタルを回収することができた。特に、第２の還元剤の投入から僅か６０分が経過した時点で回収したメタル（試料６）では、ニッケルメタル化率（％）が９５％を上回っており、メタル中ニッケル含有率（％）も１８．０％を上回る結果となった。その後、試料７〜１４に示されるように、高いニッケルメタル化率（％）とメタル中ニッケル含有率（％）とが維持されていた。
As can be seen from Table 3, the nickel content of the obtained metal has been controlled since the addition of the second reducing agent, which is an additional reducing agent, was controlled in the reduction treatment based on the analysis results of the metals of the
このように、追加の還元剤の投入量を、還元炉から排出される還元物であるメタルの分析結果に基づいて制御することで、効率よく、かつ高品質のメタルを製造することができることが分かる。 In this way, by controlling the input amount of the additional reducing agent based on the analysis result of the metal which is the reducing product discharged from the reducing furnace, it is possible to efficiently and high-quality metal can be produced. I understand.
Claims (7)
還元炉に前記混合物を装入し、該混合物に還元処理を施すことによってメタルとスラグとを含む還元物を得る還元工程と、を有し、
前記還元工程では、追加の還元剤である第２の還元剤を前記還元炉に投入して前記還元処理を施し、
前記第２の還元剤の投入量を、前記還元炉から排出される還元物であるメタルの分析結果に基づいて制御する、
ニッケル酸化鉱石の製錬方法。 A mixing step of obtaining a mixture containing nickel oxide ore and a first reducing agent.
It has a reduction step of charging the mixture into a reduction furnace and subjecting the mixture to a reduction treatment to obtain a reduced product containing metal and slag.
In the reduction step, a second reducing agent, which is an additional reducing agent, is put into the reducing furnace to perform the reduction treatment.
The amount of the second reducing agent input is controlled based on the analysis result of the metal as the reducing agent discharged from the reducing furnace.
Smelting method of nickel oxide ore.
請求項１に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。 The amount of the second reducing agent added is controlled based on the analysis result of the nickel grade in the metal.
The method for smelting nickel oxide ore according to claim 1.
請求項１に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。 The amount of the second reducing agent added is controlled based on the analysis result of the nickel metalization rate, which indicates the rate at which nickel contained in the mixture is reduced to metal.
The method for smelting nickel oxide ore according to claim 1.
請求項１に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。 The amount of the second reducing agent added is controlled based on the nickel grade in the metal and the analysis result of the nickel metalization rate indicating the ratio of nickel contained in the mixture reduced to the metal.
The method for smelting nickel oxide ore according to claim 1.
請求項１から４のいずれかに記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。 The method for smelting nickel oxide ore according to any one of claims 1 to 4, wherein in the reduction step, the second reducing agent is charged from the charging port for charging the mixture in the reduction furnace.
請求項１から４のいずれかに記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。 In the reduction step, the second reducing agent is charged from a reducing agent charging port different from the charging port for charging the mixture in the reducing furnace.
The method for smelting nickel oxide ore according to any one of claims 1 to 4.
請求項１から６のいずれかに記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。 In the reduction step, the mixture is brought into a molten state by the reduction treatment, and the obtained molten metal and slag are separated by specific gravity.
The method for smelting nickel oxide ore according to any one of claims 1 to 6.
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