JP2023155718A - Method for smelting nickel oxide ore - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ニッケル酸化鉱石の製錬方法に関する。 The present invention relates to a method for smelting nickel oxide ore.
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は、熔錬炉を使用して原料鉱石を硫黄と共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炭素質還元剤を用いて還元することによって鉄－ニッケル合金（以下、「フェロニッケル」ともいう）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られる浸出液に硫化剤を添加してニッケルコバルト混合硫化物（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。 Methods for smelting nickel oxide ore called limonite or saprolite include pyrometallurgical smelting, in which raw ore is sulfurized and roasted with sulfur in a smelting furnace to produce nickel matte, and rotary kiln or mobile hearth furnace. A pyrometallurgical method for producing iron-nickel alloy (hereinafter also referred to as "ferronickel") by reduction using a carbonaceous reducing agent, and a leachate obtained by leaching nickel and cobalt with sulfuric acid using an autoclave. A hydrometallurgical method is known in which a nickel-cobalt mixed sulfide (mixed sulfide) is produced by adding a sulfurizing agent to the nickel-cobalt sulfide.
上述した種々の製錬方法のなかで、炭素源と共に還元してニッケル酸化鉱石を製錬する方法では、先ず、その原料鉱石を塊状物化やスラリー化等するための前処理が行われる。具体的には、ニッケル酸化鉱石を塊状物化、すなわち粉状や微粒状の形態から塊状にするにあたっては、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）とするのが一般的である。 Among the various smelting methods described above, in the method of smelting nickel oxide ore by reducing it together with a carbon source, first, the raw material ore is pretreated to form into lumps, slurry, etc. Specifically, when converting nickel oxide ore into agglomerates, that is, from a powdered or fine granular form to a lump, the nickel oxide ore is mixed with a binder, a reducing agent, etc., and after further moisture adjustment, etc., it is turned into a lump. It is common to charge the material into a product manufacturing machine and make it into lumps (referring to pellets, briquettes, etc., hereinafter simply referred to as "pellets") of, for example, about 10 mm to 30 mm.
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。また、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となり、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、混合物を均一に混合し、また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。 Pellets require a certain degree of air permeability in order to evaporate the moisture they contain. Furthermore, if the reduction does not proceed uniformly within the pellet, the composition of the resulting reduced product will be non-uniform, causing problems such as metal being dispersed or unevenly distributed. Therefore, it is important to mix the mixture uniformly and to maintain as uniform a temperature as possible when reducing the pellets.
加えて、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重要である。なぜなら、生成したフェロニッケルが、例えば５０μｍ未満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）が大きく低下する。このことから、還元後のフェロニッケルを例えば５０μｍ以上に粗大化する処理も必要となる。 In addition, it is also important to coarsen the ferronickel produced by reduction. This is because if the produced ferronickel has a small size, for example less than 50 μm, it will be difficult to separate it from the slag produced at the same time, and the recovery rate (yield) as ferronickel will decrease significantly. For this reason, a treatment for coarsening the reduced ferronickel to, for example, 50 μm or more is also required.
フェロニッケルを粗大化するには、ニッケル品位の高い鉱石を用いることが最も簡単な方法ではあるが、資源枯渇が進むなかで、鉱石中のニッケル品位は下がる一方であり、現実的にニッケル品位が上がることはない。仮に、ニッケル品位の高い鉱石を用いることができれば、フェロニッケル単位量あたりに溶融しなければならないスラグが減ったり、メタル割合が増えてメタルが粗大化してメタル回収率が上がる等、製造単価を容易に下げることができるといった利点もある。 The easiest way to coarsen ferronickel is to use ore with a high nickel grade, but as resources continue to become depleted, the nickel grade in ore continues to decline, and realistically the nickel grade is decreasing. It never goes up. If it were possible to use ore with a high nickel grade, the manufacturing cost would be reduced because the amount of slag that must be melted per unit amount of ferronickel would be reduced, the metal ratio would increase, the metal would become coarser, and the metal recovery rate would increase, etc. Another advantage is that it can be lowered to
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、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開示されている。 For example, in Patent Document 1, an agglomerate containing a metal oxide and a carbonaceous reducing agent is supplied onto the hearth of a moving bed type reduction and melting furnace and heated to reduce and melt the metal oxide. In the manufacturing method, when the bed density is the relative value of the projected area ratio of the agglomerates to the hearth with respect to the maximum projected area ratio of the agglomerates to the hearth when the distance between the agglomerates is 0 , a method is disclosed in which agglomerates having an average diameter of 19.5 mm or more and 32 mm or less are supplied onto a hearth and heated so that the bed density is 0.5 or more and 0.8 or less. This method discloses that the productivity of granular metallic iron can be increased by controlling both the bed density and average diameter of the agglomerates.
しかしながら、特許文献１に開示の方法は、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。 However, the method disclosed in Patent Document 1 is a technique for controlling the reaction that occurs outside the agglomerate, and it is not possible to control the reaction that occurs inside the agglomerate, which is the most important factor in the reduction reaction. Not paying attention.
これに対して、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によって、より高品質のフェロニッケルが得られるようにすることが求められている。 In response, there is a need to increase the reaction efficiency by controlling the reaction that occurs inside the agglomerate, and to make the reduction reaction proceed more uniformly, thereby making it possible to obtain higher quality ferronickel. There is.
また、特許文献１に開示されているような、特定の直径を有するものを塊成物として用いる方法では、特定の直径を有しないものを取り除く必要がある。そのため、塊成物を作製する際の収率は低いものとなる。また、特許文献１に開示の法では、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、生産性が低くなる可能性がある。 Further, in the method of using a material having a specific diameter as an agglomerate as disclosed in Patent Document 1, it is necessary to remove material that does not have a specific diameter. Therefore, the yield when producing an agglomerate is low. In addition, in the method disclosed in Patent Document 1, it is necessary to adjust the laying density of the agglomerates to 0.5 or more and 0.8 or less, and it is also not possible to layer the agglomerates, which may reduce productivity. There is sex.
このように、ニッケル酸化鉱石等の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、製造コストを低減させながら生産性を高め、メタルの品質を高めるという点で、多くの技術的課題がある。 In this way, there are many technologies for manufacturing metals and alloys by mixing and reducing oxidized ores such as nickel oxide ores, with the aim of reducing manufacturing costs, increasing productivity, and improving the quality of metals. There are certain challenges.
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、ニッケル酸化鉱石を原料としてフェロニッケルを製造する方法において、生産性や効率性が高く、かつ高品質なフェロニッケルを製造することができる方法を提供することを目的とする。 The present invention was proposed in view of the above circumstances, and provides a method for producing ferronickel using nickel oxide ore as a raw material, with high productivity and efficiency, as well as high quality ferronickel. The purpose is to provide a method that can be used.
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、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石を含むペレットを還元処理するにあたり、その還元温度における液相割合を特定の範囲に維持して処理することで、生産性や効率性が高く、有効に粗大化した、高品質なフェロニッケルメタルが得られることを見出し、本発明を完成した。 The present inventor has made extensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, when reducing pellets containing nickel oxide ore, which is the raw material ore, by maintaining the liquid phase ratio within a specific range at the reduction temperature, productivity and efficiency are high, and it is possible to effectively reduce coarsening. The present invention was completed based on the discovery that high-quality ferronickel metal can be obtained.
（１）本発明の第１の発明は、原料であるニッケル酸化鉱石からペレットを形成し、該ペレットを還元することによってフェロニッケルを製造する製錬方法であって、前記ニッケル酸化鉱石と、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ペレットとする混合物成形工程と、前記ペレットを所定の還元温度で加熱して還元処理を施す還元工程と、を有し、前記還元工程では、前記還元温度におけるペレットの液相割合を重量比で５２質量％以上６５質量％以下の範囲に維持して還元処理を施す、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。 (1) A first aspect of the present invention is a smelting method for producing ferronickel by forming pellets from nickel oxide ore as a raw material and reducing the pellets, the smelting method comprising the nickel oxide ore and carbon a mixing treatment step of mixing with a quality reducing agent, a mixture forming step of molding the resulting mixture into pellets, and a reduction step of heating the pellets at a predetermined reduction temperature to perform a reduction treatment, The reduction step is a method for smelting nickel oxide ore, in which reduction treatment is performed while maintaining the liquid phase ratio of the pellets at the reduction temperature in a range of 52% by mass or more and 65% by mass or less by weight.
（２）本発明の第２の発明は、第１の発明において、前記混合処理工程では、さらにフラックスを添加して混合する、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。 (2) A second invention of the present invention is a method for smelting nickel oxide ore, in which, in the mixing treatment step, a flux is further added and mixed in the first invention.
（３）本発明の第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記還元工程を経て得られる還元物からスラグを分離して有価メタルを得る分離工程をさらに有する、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。 (3) A third invention of the present invention is a method of producing a nickel oxide ore according to the first or second invention, further comprising a separation step of separating slag from the reduced product obtained through the reduction step to obtain a valuable metal. It is a smelting method.
本発明によれば、ニッケル酸化鉱石を原料としてフェロニッケルを製造する方法において、生産性や効率性が高く、かつ高品質なフェロニッケルを製造することができる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 producing ferronickel using nickel oxide ore as a raw material, which has high productivity and efficiency and can produce high-quality ferronickel.
以下、本発明の実施形態（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、「Ａ～Ｂ」（Ａ、Ｂは任意の数値）との表記は、「Ａ以上Ｂ以下」の意味である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as "this embodiment") will be described in detail. Note that the present invention is not limited to the following embodiments, and various changes can be made without changing the gist of the present invention. Further, in this specification, the notation "A to B" (A and B are arbitrary numerical values) means "above A and below B".
≪ニッケル酸化鉱石の製錬方法≫
本実施の形態に係るニッケル酸化鉱石の製錬方法は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石と、還元剤とを含む混合物からペレットを形成し、そのペレットを還元炉に装入して還元処理を施すことによりフェロニッケルとスラグとを生成させる方法である。
≪Method for smelting nickel oxide ore≫
The method for smelting nickel oxide ore according to the present embodiment involves forming pellets from a mixture containing nickel oxide ore, which is a raw material ore, and a reducing agent, and charging the pellets into a reduction furnace to perform reduction treatment. This is a method of producing ferronickel and slag.
具体的には、ペレットを構成する原料中のニッケル（酸化ニッケル）と鉄（酸化鉄）とを還元し、鉄－ニッケル系合金であるフェロニッケルとスラグとを生成させ、そのメタルをスラグと分離することでフェロニッケルを製造する。 Specifically, nickel (nickel oxide) and iron (iron oxide) in the raw materials that make up the pellets are reduced to produce ferronickel, an iron-nickel alloy, and slag, and the metal is separated from the slag. By doing this, ferronickel is produced.
特に、この製錬方法では、ニッケル酸化鉱石を含むペレットに対して還元処理を施す還元工程において、その還元温度におけるペレットの液相割合を重量比で５２質量％以上６５質量％以下の範囲に維持して還元処理を施す、ことを特徴としている。 In particular, in this smelting method, in the reduction process in which pellets containing nickel oxide ore are subjected to reduction treatment, the liquid phase ratio of the pellets at the reduction temperature is maintained in the range of 52 mass% to 65 mass% by weight. It is characterized in that it undergoes a reduction process.
このような方法によれば、還元により生成するメタルの、ペレットの液相内における流動性が高まり、メタル同士の凝集が促進して、効果的にメタルの粗大化を図ることができるとともに、高品質なフェロニッケルを得ることができる。 According to such a method, the fluidity of the metal produced by reduction in the liquid phase of the pellet increases, promoting agglomeration of metals, and making it possible to effectively coarsen the metal. You can obtain high quality ferronickel.
なお、「ペレット」とは、ニッケル酸化鉱石と、炭素質還元剤とを含む混合物から作製される成形体であり、塊状であるものを意味し、球状、楕円形、立方体、直方体、円柱等のいずれの形状であってもよい。 In addition, "pellet" is a molded object made from a mixture containing nickel oxide ore and a carbonaceous reducing agent, and means a lump-like object, such as a spherical, elliptical, cubic, rectangular parallelepiped, cylinder, etc. It may be of any shape.
図１は、ニッケル酸化鉱石の製錬方法の流れの一例を示す工程図である。図１に示すように、この製錬方法は、ニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤と混合して混合物を得る混合処理工程Ｓ１と、得られた混合物を所定の形状に成形してペレットとする混合物成形工程Ｓ２と、ペレットを還元炉内において所定の還元温度で加熱して還元処理を施す還元工程Ｓ３と、還元処理により生成した還元物からスラグを分離してフェロニッケルメタルを回収する分離工程Ｓ４と、を有する。 FIG. 1 is a process diagram showing an example of the flow of a method for smelting nickel oxide ore. As shown in FIG. 1, this smelting method includes a mixing step S1 in which a nickel oxide ore and a carbonaceous reducing agent are mixed to obtain a mixture, and a mixture step in which the obtained mixture is formed into a predetermined shape to form pellets. A forming step S2, a reducing step S3 in which the pellets are heated at a predetermined reduction temperature in a reduction furnace and subjected to a reduction treatment, and a separation step S4 in which slag is separated from the reduced product produced by the reduction treatment and ferronickel metal is recovered. and has.
（１）混合処理工程
混合処理工程Ｓ１では、ニッケル酸化鉱石を含む原料粉末を混合して混合物を得る工程である。具体的には、原料のニッケル酸化鉱石に、還元剤である炭素質還元剤を添加して混合する。
(1) Mixing Process Step In the mixing process S1, raw material powders containing nickel oxide ore are mixed to obtain a mixture. Specifically, a carbonaceous reducing agent as a reducing agent is added to and mixed with nickel oxide ore as a raw material.
［ニッケル酸化鉱石について］
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。ニッケル酸化鉱石は、代表的な構成成分として、酸化ニッケル（ＮｉＯ）と、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）とを含有する。
[About nickel oxide ore]
The nickel oxide ore that is the raw material ore is not particularly limited, but limonite ore, saprolite ore, etc. can be used. Nickel oxide ore contains nickel oxide (NiO) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) as typical constituents.
［炭素質還元剤について］
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。また、その一部、又はすべてを植物由来成分、例えば澱粉等で構成してもよい。炭素質還元剤は、ニッケル酸化鉱石の粒度や粒度分布と同等の大きさのものであると、均一に混合し易く、還元反応も均一に進みやすくなるため好ましい。
[About carbonaceous reducing agent]
Examples of the carbonaceous reducing agent include, but are not limited to, coal powder, coke powder, and the like. Moreover, a part or all of it may be composed of plant-derived components such as starch. It is preferable that the carbonaceous reducing agent has a particle size and particle size distribution equivalent to that of the nickel oxide ore because it facilitates uniform mixing and allows the reduction reaction to proceed uniformly.
炭素質還元剤の混合量としては、特に限定されないが、原料であるニッケル酸化鉱石を構成する、酸化ニッケル及び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、５０質量％以下とすることが好ましく、４０質量％以下とすることがより好ましい。なお、酸化ニッケル及び酸化鉄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、ペレット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、ペレット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）と定義できる。 The amount of the carbonaceous reducing agent to be mixed is not particularly limited, but the amount of the carbonaceous reducing agent required to reduce the nickel oxide and iron oxide, which constitute the raw material nickel oxide ore, in excess or deficiency is 100 mass. When expressed as %, it is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less. The amount of carbonaceous reducing agent required to reduce nickel oxide and iron oxide in just the right amount is the chemical equivalent required to reduce the entire amount of nickel oxide contained in the pellet to nickel metal, and the amount of carbonaceous reducing agent required to reduce the amount of nickel oxide and iron oxide. It can be defined as the sum of the chemical equivalents required to reduce the iron oxide contained therein to iron metal (hereinafter also referred to as the "total value of chemical equivalents").
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、化学当量の合計値を１００質量％としたときに、２０質量％以上とすることが好ましく、２３質量％以上とすることがより好ましい。 Further, the lower limit of the amount of the carbonaceous reducing agent mixed is not particularly limited, but it is preferably 20% by mass or more, and 23% by mass or more when the total value of chemical equivalent is 100% by mass. It is more preferable.
このように、ペレットに含まれる炭素質還元剤の量（炭素質還元剤の混合量）を、好ましくは、化学当量の合計値を１００重量％としたときに２０質量％以上５０重量％以下の割合とすることで、還元反応を効率的に進行させることができる。 In this way, the amount of carbonaceous reducing agent contained in the pellets (mixed amount of carbonaceous reducing agent) is preferably 20% by mass or more and 50% by weight or less when the total value of chemical equivalent is 100% by weight. By adjusting the ratio, the reduction reaction can proceed efficiently.
［任意の添加成分］
また、任意の添加成分として、鉄鉱石、フラックス成分、バインダー等の成分を添加して混合し、ペレットを構成することができる。
[Optional additive ingredients]
Further, as optional additive components, components such as iron ore, a flux component, a binder, etc. can be added and mixed to form pellets.
任意成分として添加する鉄鉱石としては、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、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。 The iron ore to be added as an optional component is not particularly limited, but for example, iron ore having an iron grade of about 50% by mass or more, hematite obtained by hydrometallurgy of nickel oxide ore, etc. can be used. Further, examples of the binder include bentonite, polysaccharide, resin, water glass, dehydrated cake, and the like.
また、任意の添加成分のうち、フラックスについては好ましく添加することができる。詳しくは後述するが、本実施の形態に係る製錬方法では、ペレットに対して還元処理を施すとき、その還元温度におけるペレットの液相割合を重量比で５２質量％以上６５質量％以下の範囲に維持して処理する。このとき、ペレットの液相割合の制御において、ペレットにフラックスを添加し、またその添加量（混合量）を調整することによって、メタルの融点を低下させて液相割合の制御を行うようにしてもよい。 Furthermore, among the optional additive components, flux can be preferably added. Although details will be described later, in the smelting method according to the present embodiment, when the pellets are subjected to the reduction treatment, the liquid phase ratio of the pellets at the reduction temperature is in the range of 52% by mass or more and 65% by mass or less. to be maintained and processed. At this time, to control the liquid phase ratio of the pellets, flux is added to the pellets and the amount of addition (mixing amount) is adjusted to lower the melting point of the metal and control the liquid phase ratio. Good too.
これにより、還元工程Ｓ３における還元処理の温度（還元温度）の調整等と併せて、ペレットの液相割合の制御をより的確に行うことができ、より効果的にメタルの粗大化を図ることができる。 This makes it possible to more accurately control the liquid phase ratio of the pellets in addition to adjusting the temperature of the reduction treatment (reduction temperature) in the reduction step S3, and to coarsen the metal more effectively. can.
フラックスとしては、特に限定されず、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。 The flux is not particularly limited, and examples thereof include calcium oxide, calcium hydroxide, calcium carbonate, silicon dioxide, and the like.
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（質量％）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 mass) of some of the raw material powders mixed in the mixing treatment step S1. Note that the composition of the raw material powder is not limited to this.
混合処理工程Ｓ１では、ニッケル酸化鉱石を含む原料の混合を、混合機等を用いて行うことができる。また、原料を混合して混合物を得る際、混合性を高めるために原料粉末を混練してもよい。これにより、混合物にせん断力が加えられ、炭素質還元剤や原料粉末等の凝集が解けてより均一に混合できるとともに、各々の粒子の密着性が上がるため、均一な還元処理を行い易くすることができる。 In the mixing process S1, raw materials containing nickel oxide ore can be mixed using a mixer or the like. Further, when mixing the raw materials to obtain a mixture, the raw material powders may be kneaded in order to improve mixability. As a result, shearing force is applied to the mixture, disaggregating the carbonaceous reducing agent, raw material powder, etc., allowing for more uniform mixing, and increasing the adhesion of each particle, making it easier to perform uniform reduction treatment. I can do it.
［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てペレットを得る工程である。
[Mixture forming process]
The mixture molding step S2 is a step of molding the mixture of raw material powders obtained in the mixing treatment step S1 to obtain pellets.
混合物を成形する形状、すなわちペレットの形状としては、還元炉の炉床に積層できる形状であれば特に限定されないが、楕円状、立方体、直方体、円柱、又は球の形状であることが好ましい。混合物をこのような形状に成形することで、成形処理が容易となって成形に要するコストを抑えることができる。また、成形する形状がシンプルであるほど、成形不良のペレットを低減でき、ペレットの強度も維持し易くなる。 The shape of the mixture, that is, the shape of the pellets, is not particularly limited as long as it can be stacked on the hearth of the reduction furnace, but is preferably an ellipse, a cube, a rectangular parallelepiped, a cylinder, or a sphere. By molding the mixture into such a shape, the molding process becomes easy and the cost required for molding can be suppressed. Furthermore, the simpler the shape to be molded, the fewer poorly molded pellets there are, and the easier it is to maintain the strength of the pellets.
成形処理は、例えばペレット成形装置を用いて行うことができる。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い。高圧、高せん断で混合物を混練することで、原料粉末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。加えて、得られるペレットの強度を高めることができる。また、ブリケットプレスを用いて成形することも可能である。設備やペレット強度、収率等を考慮して適宜、装置選定を行えばよい。 The molding process can be performed using, for example, a pellet molding device. The pellet molding device is not particularly limited, but it is preferably one that can knead and mold the mixture under high pressure and high shear force. By kneading the mixture under high pressure and high shear, the mixture of raw material powders can be deagglomerated and can be kneaded effectively. In addition, the strength of the resulting pellets can be increased. It is also possible to mold using a briquette press. Apparatus may be selected as appropriate, taking into account equipment, pellet strength, yield, etc.
また、混合物をペレット（塊状物）に成形したのち、そのペレットに対して乾燥処理を施してよい。ここで、ペレット形状に塊状化の処理を行って得られた塊状物は、その水分が例えば５０質量％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、膨張して塊状物が破壊することがある。そこで、得られたペレットに対して乾燥処理を施し、例えば固形分が７０質量％程度で、水分が３０質量％程度となるようにすることで、次工程の還元工程Ｓ３における処理においてペレットが崩壊することを防ぐことができる。またそれにより、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。さらに、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いため、乾燥処理を施すことで、取り扱いを容易にできる。 Further, after forming the mixture into pellets (lumps), the pellets may be subjected to a drying treatment. Here, the agglomerated material obtained by performing the agglomeration treatment in the form of pellets contains an excessive amount of water, for example, about 50% by mass. Therefore, if pellets containing excess water are rapidly heated to the reduction temperature, the water vaporizes all at once, causing expansion and destruction of the agglomerates. Therefore, by drying the obtained pellets so that the solid content is about 70% by mass and the water content is about 30% by mass, the pellets are disintegrated during the treatment in the next reduction step S3. can be prevented from happening. Moreover, this can prevent difficulty in taking it out from the reduction furnace. Furthermore, since pellets are often sticky due to excess water, drying them makes them easier to handle.
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とができる。なお、乾燥処理時におけるペレットの温度を１００℃未満に維持することで、ペレットの破壊を防いで処理することでき好ましい。 The drying process is not particularly limited, but, for example, hot air at 200° C. to 400° C. can be blown onto the pellets to dry them. Note that it is preferable to maintain the temperature of the pellets at less than 100° C. during the drying process, since the pellets can be processed while being prevented from being destroyed.
なお、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、還元時に溶融して収縮するため、ひびや割れが生じることが多いが、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。また、ペレットに破壊が生じない態様となっていれば、乾燥処理を省略してもよい。 In addition, when drying large-volume pellets, cracks or cracks may appear before or after drying. If the volume of the pellet is large, it will melt and shrink during reduction, which will often cause cracks and cracks, but since the effects such as increase in surface area caused by cracks and cracks are small, no major problems will occur. Furthermore, the drying process may be omitted if the pellets are not destroyed.
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、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。 Table 2 below shows an example of the solid content composition (parts by weight) of the pellets after drying treatment. Note that the composition of the pellets is not limited to this.
［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還元炉に装入し、所定の還元温度に加熱して還元処理（還元加熱処理）を施す工程である。このような処理により、フェロニッケルのメタルと、スラグと、を含む還元物が生成する。
[Reduction process]
In the reduction step S3, the pellets obtained in the mixture forming step S2 are charged into a reduction furnace, heated to a predetermined reduction temperature, and subjected to reduction treatment (reduction heat treatment). Through such treatment, a reduced product containing ferronickel metal and slag is generated.
還元処理においては、ニッケル酸化鉱石を含むペレットを還元炉の炉床上に積層し、そのペレット積層体に対して、例えば１２５０℃～１４５０℃の還元温度、より好ましくは１３００℃～１４００℃程度の還元温度に加熱する。 In the reduction treatment, pellets containing nickel oxide ore are stacked on the hearth of a reduction furnace, and the pellet stack is subjected to a reduction temperature of, for example, 1250°C to 1450°C, more preferably about 1300°C to 1400°C. Heat to temperature.
このような還元処理によって、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中のスラグ成分が徐々に溶融して液相のスラグが生成する。これにより、１個のペレットの中で、フェロニッケルメタル（以下、単に「メタル」ともいう）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、加熱による還元処理の処理時間が１０分程度を経過すると、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、鉄－ニッケル合金は溶解して液相となる。 Through such reduction treatment, in a short period of time, for example, about 1 minute, the nickel oxide and iron oxide contained in the pellet are first reduced and metalized near the pellet surface where the reduction reaction tends to proceed, forming an iron-nickel alloy, and the shell ( (hereinafter also referred to as a "shell"). On the other hand, inside the shell, as the shell is formed, the slag component in the pellet gradually melts and liquid phase slag is generated. As a result, ferronickel metal (hereinafter also simply referred to as "metal") and slag made of oxide (hereinafter simply referred to as "slag") are separated and generated in one pellet. Then, when the treatment time of the reduction treatment by heating has elapsed for about 10 minutes, the excess carbon component of the carbonaceous reducing agent that does not participate in the reduction reaction is incorporated into the iron-nickel alloy, lowering the melting point. As a result, the iron-nickel alloy dissolves into a liquid phase.
ここで、本実施の形態に係る製錬方法では、還元工程Ｓ３での還元処理において、その還元温度におけるペレットの液相割合を重量比で５２質量％以上６５質量％以下の範囲に維持して処理する。このように、液相割合を上記の範囲内として還元処理を施すことで、ペレット自体は大きく変形することなく、適度に液相が存在する状態になって、生成した微粒メタルがペレットの液相内を流動し易くなり、それによりメタル同士の凝集が促進され、例えば５０μｍ程度以上のメタル粒に有効に粗大化させることができる。 Here, in the smelting method according to the present embodiment, in the reduction treatment in the reduction step S3, the liquid phase ratio of the pellets at the reduction temperature is maintained in the range of 52 mass% or more and 65 mass% or less in terms of weight ratio. Process. In this way, by performing reduction treatment with the liquid phase ratio within the above range, the pellet itself will not be significantly deformed, and a suitable amount of liquid phase will be present, and the generated fine metal particles will be absorbed into the liquid phase of the pellet. This facilitates the flow of the metal particles, thereby promoting aggregation of the metals, and making it possible to effectively coarsen the metal particles to, for example, about 50 μm or more.
還元温度における液相割合が５２％未満であると、液相が少なすぎてメタルがペレット内を移動できず効果的に粗大化しない。一方で、液相割合は６５％を超えると、液相が多くなりすぎて液相と固相が分離してしまったり、流れ出した液相が炉床と著しく反応して炉寿命を大幅に縮める可能性がある。このことから、ペレットの還元温度における液相割合は重量比で５２％以上６５％以下の範囲内であることが好ましく、これにより、メタルが効率的に流動して凝集し易くなり、効果的に粗大化するようになる。 If the liquid phase ratio at the reduction temperature is less than 52%, the liquid phase is too small to allow the metal to move within the pellet and not to coarsen effectively. On the other hand, if the liquid phase ratio exceeds 65%, there will be too much liquid phase and the liquid phase and solid phase will separate, or the liquid phase that flows out will react significantly with the hearth, significantly shortening the life of the furnace. there is a possibility. For this reason, it is preferable that the liquid phase ratio at the reduction temperature of the pellet is within the range of 52% to 65% by weight, which makes it easier for the metal to flow efficiently and coagulate. It becomes coarser.
上述した液相割合の範囲については、例えば、以下のように、その還元温度とペレットの組成とからシミュレーションによって算出することができる。なお、後述の実施例でも同様にしてシミュレーションを行って液相割合を算出した。 The range of the liquid phase ratio mentioned above can be calculated by simulation from the reduction temperature and the pellet composition, for example, as follows. In addition, in the examples described below, simulations were similarly performed to calculate the liquid phase ratio.
シミュレーション手法としては、原料鉱石の還元反応により生成されるスラグの固相・液相のギブスエネルギーの合計が最小、すなわち熱力学的に安定な状態、となるように熱力学的平衡計算で算出して各相の割合を計算することで、液相割合を算出できる。なお、各固相・液相のギブスエネルギーは、温度や圧力を変数とする経験式で表されるが、経験式の各係数は従前の実験で求められ、商品名FactSage等の汎用データベース化されている。なお、後述の実施例では、同商品のデータベース（ver.8.1）を使用した。 The simulation method uses thermodynamic equilibrium calculations to minimize the sum of the Gibbs energies of the solid and liquid phases of the slag produced by the reduction reaction of the raw ore, which is a thermodynamically stable state. By calculating the proportion of each phase, the liquid phase proportion can be calculated. The Gibbs energy of each solid phase and liquid phase is expressed by an empirical formula that uses temperature and pressure as variables, but each coefficient of the empirical formula has been determined from previous experiments and is compiled into a general-purpose database such as the product name FactSage. ing. In addition, in the examples described later, a database (ver. 8.1) of the same product was used.
より具体的に、シミュレーションによる液相割合の算出について説明する。まず、スラグの固相は、主に「Olivine」と「Clinopyroxene」から構成される。 More specifically, calculation of the liquid phase ratio by simulation will be explained. First, the solid phase of slag is mainly composed of ``Olivine'' and ``Clinopyroxene.''
「Olivine」は、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉから選ばれる各元素が２個以下であり、かつこれらの合計の２個がＳｉＯ４と結合した形態の化合物である。すなわち、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉを“Ｘ”又は“Ｙ”と表現すると、「Olivine」の化学式はＸＹＳｉＯ４（Ｘ＝Ｙの場合、Ｘ２ＳｉＯ４）と表される。一例として、ＸとＹが共にＭｇの場合、「Olivine」はＭｇ２ＳｉＯ４となり、融点は１８８８℃となる。また、ＸとＹが共にＦｅの場合であれば、「Olivine」はＦｅ２ＳｉＯ４となり、融点は１２１１℃となる。 "Olivine" is a compound in which two or less of each element selected from Ca, Mg, Fe, Co, and Ni are combined with SiO 4 . That is, when Ca, Mg, Fe, Co, and Ni are expressed as "X" or "Y," the chemical formula of "Olivine" is expressed as XYSiO 4 (X 2 SiO 4 when X=Y). As an example, when both X and Y are Mg, "Olivine" becomes Mg 2 SiO 4 and has a melting point of 1888°C. Furthermore, if both X and Y are Fe, "Olivine" becomes Fe 2 SiO 4 and has a melting point of 1211°C.
一方、「Clinopyroxene」は、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｉ、Ｓｉ、Ｆｅ等から選ばれる各元素が３個以下であり、かつこれらの合計３個がＳｉＯ６と結合した形態の化合物である。すなわち、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｉ、Ｓｉ、Ｆｅ等の３個を“Ｘ”、“Ｙ”、“Ｚ”と表現すると、化学式ではＸＹＺＳｉＯ６で表される。例えば、ＸとＹの元素が共にＭｇ、Ｚ元素がＳｉの場合、「Clinopyroxene」はＭｇ２ＳｉＳｉＯ６（又は、Ｍｇ２Ｓｉ２Ｏ６）となり、液相線温度は１５６５℃になる。 On the other hand, "Clinopyroxene" is a compound containing 3 or less of each element selected from Ca, Mg, Ai, Si, Fe, etc., and in which a total of 3 of these elements are combined with SiO 6 . That is, when three elements such as Ca, Mg, Ai, Si, and Fe are expressed as "X", "Y", and "Z", they are expressed as XYZSiO 6 in the chemical formula. For example, when both the X and Y elements are Mg and the Z element is Si, "Clinopyroxene" becomes Mg 2 SiSiO 6 (or Mg 2 Si 2 O 6 ), and the liquidus temperature is 1565°C.
ここから、液相・固相のギブズエネルギーの大小関係を示す２式の交点から、固相線、液相線温度を算出し、次いで下式により液相割合を算出することができる。
液相割合［質量％］＝（溶融スラグ）÷（（溶融スラグ）＋（Clinopyroxene）＋（Olivine）＋（溶融・固相合金））×１００
From this, the solidus line and liquidus line temperature can be calculated from the intersection of the two equations indicating the magnitude relationship of the Gibbs energies of the liquid phase and the solid phase, and then the liquid phase ratio can be calculated using the following equation.
Liquid phase proportion [mass%] = (molten slag) ÷ ((molten slag) + (Clinopyroxene) + (Olivine) + (molten/solid phase alloy)) x 100
還元処理の時間（処理時間）としては、特に限定されず、還元温度に応じて設定することができる。処理時間は、例えば１０分以上とすることができ、１５分以上とすることがより好ましい。一方で、処理時間の上限は、製造コストの上昇を抑える観点から、５０分以下とすることが好ましく、４０分以下とすることがより好ましい。 The time for the reduction treatment (processing time) is not particularly limited and can be set depending on the reduction temperature. The treatment time can be, for example, 10 minutes or more, and more preferably 15 minutes or more. On the other hand, the upper limit of the treatment time is preferably 50 minutes or less, more preferably 40 minutes or less, from the viewpoint of suppressing an increase in manufacturing costs.
還元処理が施されたペレット積層体は、大きな塊のメタルとスラグとの混成物になる。見かけ上の体積の大きなペレットに対して還元処理を行うことで、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の間を低減でき、またメタル回収率の低下を抑えることができる。なお、得られる混成物の体積は、装入するペレット積層体と比較すると、５０体積％～６０体積％程度に収縮している。 The reduced pellet stack becomes a mixture of large chunks of metal and slag. By performing reduction treatment on pellets that have a large apparent volume, large chunks of metal are more likely to be formed, which reduces the time required for recovery from the reduction furnace and prevents a decrease in metal recovery rate. can. Note that the volume of the resulting composite is reduced to about 50% to 60% by volume when compared to the pellet stack to be charged.
また、還元処理では、還元反応の途中において還元剤を追加添加してもよい。還元反応がある程度進むと、炉内に不可避的に持ち込まれる酸素や燃料の燃焼によって発生する水分によって、生成したメタルの酸化が起きることがある。このとき、還元反応の途中で還元剤を追加添加することで、メタルの再酸化を防ぐことができる。還元剤の添加は、ペレットの上部から行われることが好ましい。生成したメタルの酸化がガスと接する頻度の高いペレット上部から添加することで、効率的に酸化を防ぐことができる。 Further, in the reduction treatment, a reducing agent may be additionally added during the reduction reaction. Once the reduction reaction has progressed to a certain extent, the metal produced may be oxidized by the oxygen inevitably brought into the furnace and the moisture generated by the combustion of the fuel. At this time, re-oxidation of the metal can be prevented by additionally adding a reducing agent during the reduction reaction. Preferably, the reducing agent is added from the top of the pellet. Oxidation can be effectively prevented by adding from the top of the pellet, where the generated metal oxidation comes into contact with the gas more frequently.
なお、追加添加する還元剤の割合（添加量）としては、特に限定されないが、還元処理に供するペレットに含まれる炭素質還元剤を１００質量％としたとき、１質量％以上３０質量％以下程度の範囲とすることが好ましい。このような範囲の添加量で追加添加することで、効率的に酸化の抑制できるとともに、過還元となることも防ぐことができる。 The ratio (addition amount) of the additional reducing agent is not particularly limited, but when the carbonaceous reducing agent contained in the pellets to be subjected to reduction treatment is 100% by mass, it is approximately 1% by mass or more and 30% by mass or less. It is preferable to set it as the range of. By additionally adding the amount within such a range, oxidation can be efficiently suppressed, and over-reduction can also be prevented.
なお、還元処理に用いる還元炉としては、特に限定されない。例えば、移動炉床炉を用いることができる。 Note that the reduction furnace used for the reduction treatment is not particularly limited. For example, a mobile hearth furnace can be used.
［分離工程］
分離工程Ｓ４は、還元工程Ｓ３にて生成した還元物からスラグを分離して、有価メタル有価メタルを回収する工程である。具体的には、ペレットに対する還元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（還元物）から、メタル相を回収する。
[Separation process]
The separation step S4 is a step of separating slag from the reduced product produced in the reduction step S3 and recovering valuable metals. Specifically, the metal phase is recovered from a mixture (reduced product) containing a metal phase (metal solid phase) and a slag phase (slag solid phase) obtained by reducing the pellets.
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。 Methods for separating the metal phase and slag phase from the mixture of metal phase and slag phase obtained as a solid include, for example, in addition to removing unnecessary substances by sieving, separation by specific gravity, separation by magnetic force, etc. method can be used.
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を経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、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。 In addition, the obtained metal phase and slag phase can be easily separated because of their poor wettability, and the large inclusions obtained through the above-mentioned reduction step S3 can be dropped, for example, by setting a predetermined head. The metal phase and the slag phase can be easily separated from the mixed substances by applying shock such as vibration or predetermined vibration during sieving.
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。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail by showing examples, but the present invention is not limited to the following examples.
［原料の混合］
各試料（実施例、比較例）について、原料鉱石としてのニッケル酸化鉱石、フラックス成分であるＣａＯ、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：５２重量％、平均粒径：約１４１μｍ）を、適量の水を添加しながら混合機を用いて混合し、混合物を得た。炭素質還元剤としては、微粉炭を用い、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石とニッケルスラッジ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３５質量％の割合で含有させた。
[Mixing of raw materials]
For each sample (Example, Comparative Example), nickel oxide ore as raw material ore, CaO as flux component, silica sand and limestone, binder, and carbonaceous reducing agent (coal powder, carbon content: 52% by weight, average grain diameter: about 141 μm) using a mixer while adding an appropriate amount of water to obtain a mixture. As the carbonaceous reducing agent, pulverized coal is used to reduce the nickel oxide (NiO) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) contained in the raw material ore, nickel oxide ore and nickel sludge. It was contained in a proportion of 35% by mass when the amount of 100% by mass was taken as 100% by mass.
また、ペレットの液相割合については、フラックスとして添加するＣａＯの添加割合を調整し、還元処理での還元温度とペレット組成とからシミュレーションにより算出した。 Further, the liquid phase ratio of the pellets was calculated by simulation from the reduction temperature in the reduction treatment and the pellet composition by adjusting the addition ratio of CaO added as a flux.
［混合物の成形］
次に、各試料について得られた混合物を、ペレタイザーによりペレット形状に成形した。その後、得られたペレットを篩って直径１６±０．５ｍｍのペレットを回収し、試験に用いた。
[Formation of mixture]
Next, the mixture obtained for each sample was formed into a pellet shape using a pelletizer. Thereafter, the obtained pellets were sieved to collect pellets with a diameter of 16±0.5 mm, which were used in the test.
なお、各々のペレット試料に対して、固形分が７０質量％程度、水分が２５質量％程度となるように、１５０℃～２００℃の窒素の熱風を吹き付けて乾燥処理を施した。 Each pellet sample was dried by blowing hot nitrogen air at 150° C. to 200° C. so that the solid content was approximately 70% by mass and the moisture content was approximately 25% by mass.
［ペレットに対する還元処理］
乾燥処理後のペレット試料を、実質的に酸素を含まない窒素雰囲気にした還元炉に装入した。なお、還元炉内の装入時の温度条件としては５００±２０℃とした。
[Reduction treatment for pellets]
The pellet sample after the drying treatment was placed in a reduction furnace with a nitrogen atmosphere substantially free of oxygen. Note that the temperature condition during charging into the reduction furnace was 500±20°C.
還元炉においては、その炉床にアルミナ粒を敷き詰め、その上にペレット試料を置いた。そして、下記表３に示す還元温度及び処理時間で、ペレットに対して還元処理を施した。還元処理後は、窒素雰囲気中で速やかに室温まで冷却し、試料を大気中へ取り出した。 In the reduction furnace, the hearth was covered with alumina grains, and the pellet sample was placed on top of the alumina grains. Then, the pellets were subjected to reduction treatment at the reduction temperature and treatment time shown in Table 3 below. After the reduction treatment, the sample was quickly cooled to room temperature in a nitrogen atmosphere and taken out into the atmosphere.
還元処理後の各試料について、メタルの平均粒径をＸ線ＣＴにより測定した。また、ニッケルメタル化率、メタル中ニッケル含有率（ニッケル品位）を、ＩＣＰ発光分光分析器（ＳＨＩＭＡＺＵ Ｓ－８１００型）により分析して算出した。なお、ニッケルメタル化率、メタル中ニッケル含有率は、以下の式により算出した。
「ニッケル（Ｎｉ）メタル化率（％）」＝
ペレット中のメタル化したＮｉ量÷（ペレット中の全てのＮｉ量）×１００（％）
「メタル中ニッケル（Ｎｉ）含有率（％）」＝
ペレット中のメタル化したＮｉ量÷（ペレット中のメタル化したＮｉとＦｅの合計量）×１００（％）
For each sample after the reduction treatment, the average particle diameter of the metal was measured by X-ray CT. Further, the nickel metallization rate and the nickel content in the metal (nickel grade) were analyzed and calculated using an ICP emission spectrometer (SHIMAZU S-8100 model). Note that the nickel metalization rate and the nickel content in metal were calculated using the following formula.
"Nickel (Ni) metallization rate (%)" =
Amount of metalized Ni in the pellet ÷ (Total amount of Ni in the pellet) x 100 (%)
"Nickel (Ni) content in metal (%)" =
Amount of metalized Ni in the pellet ÷ (Total amount of metalized Ni and Fe in the pellet) x 100 (%)
また、還元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原料の量と、原料中のニッケル含有率、回収されたニッケルメタル量とから、ニッケルメタル回収率を算出した。なお、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（Ｎｉ）メタル回収率（％）」＝
回収されたＮｉメタル量÷（装入した原料の量×原料中のＮｉ含有率）×１００（％）
Further, for each sample after reduction treatment, metal was recovered by magnetic separation after pulverization by wet treatment. Then, the nickel metal recovery rate was calculated from the amount of raw material in the pellet stack charged into the reduction furnace, the nickel content in the raw material, and the amount of nickel metal recovered. Note that the nickel metal recovery rate was calculated using the following formula.
"Nickel (Ni) metal recovery rate (%)" =
Recovered Ni metal amount ÷ (amount of charged raw material × Ni content in raw material) × 100 (%)
下記表３に、それぞれの試料における、還元温度における液相割合、メタル平均粒径、Ｎｉメタル化率、メタル中Ｎｉ含有率、及びＮｉメタル回収率の結果を示す。 Table 3 below shows the results of the liquid phase ratio at the reduction temperature, metal average particle size, Ni metalization rate, Ni content in metal, and Ni metal recovery rate for each sample.
表３の結果に示されるように、実施例１～６では、その還元温度における液相割合を特定の範囲内に維持して還元処理を行ったことにより、生成したメタルの粒径が大きくなっており、効果的に粗大化した。また、ニッケルメタル化率、メタル中ニッケル含有率が共に高く、さらにニッケルメタル回収率の結果も高くなり、良好な結果が得られた。 As shown in the results in Table 3, in Examples 1 to 6, the particle size of the produced metal increased by performing the reduction treatment while maintaining the liquid phase ratio at the reduction temperature within a specific range. and effectively coarsened it. In addition, both the nickel metalization rate and the nickel content in the metal were high, and the nickel metal recovery rate was also high, giving good results.
これに対して、比較例１、２では、全ての項目においても実施例に比べて低い値となった。このことは、例えば比較例１では、還元温度における液相割合が低かったため、還元反応が進み難く、またメタルの流動も乏しくなり有効に粗大化されなかったことによると考えられる。また、比較例２では、還元温度における液相割合は高すぎて液相が多量に発生したため、溶融スラグが炉床材のアルミナ粒に染み込み、さらには炉床とも反応して試料回収が困難になったことによると考えられる。 On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 had lower values in all items than the Examples. This is considered to be because, for example, in Comparative Example 1, the liquid phase ratio at the reduction temperature was low, so the reduction reaction was difficult to proceed, and the metal flow was also poor, so that the metal was not coarsened effectively. In addition, in Comparative Example 2, the liquid phase ratio at the reduction temperature was too high and a large amount of liquid phase was generated, so the molten slag seeped into the alumina grains of the hearth material and even reacted with the hearth, making sample collection difficult. This is probably due to what happened.
Claims (3)
前記ニッケル酸化鉱石と、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ペレットとする混合物成形工程と、
前記ペレットを所定の還元温度で加熱して還元処理を施す還元工程と、を有し、
前記還元工程では、前記還元温度におけるペレットの液相割合を重量比で５２質量％以上６５質量％以下の範囲に維持して還元処理を施す、
ニッケル酸化鉱石の製錬方法。 A smelting method for producing ferronickel by forming pellets from nickel oxide ore as a raw material and reducing the pellets, the method comprising:
a mixing treatment step of mixing the nickel oxide ore and a carbonaceous reducing agent;
a mixture molding step of molding the resulting mixture into pellets;
a reduction step of heating the pellets at a predetermined reduction temperature to perform a reduction treatment,
In the reduction step, the reduction treatment is performed while maintaining the liquid phase ratio of the pellets at the reduction temperature in a range of 52% by mass or more and 65% by mass or less by weight.
Method for smelting nickel oxide ore.
請求項１に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。 In the mixing treatment step, flux is further added and mixed.
The method for smelting nickel oxide ore according to claim 1.
請求項１又は２に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。
further comprising a separation step of separating slag from the reduced product obtained through the reduction step to obtain a valuable metal;
The method for smelting nickel oxide ore according to claim 1 or 2.
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