JP6561924B2 - Method for producing nickel oxide - Google Patents
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Description
本発明は、酸化ニッケルの製造方法に関するものであり、水酸化ニッケルを流動焙焼炉を用いて焙焼して酸化ニッケルを製造する酸化ニッケルの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing nickel oxide, and relates to a method for producing nickel oxide, in which nickel hydroxide is produced by roasting nickel hydroxide using a fluid roasting furnace.
一般的に、流動焙焼炉は、原料単独、もしくは流動媒体を用いてガスを供給しながら焙焼対象の粒状の原料をあたかも流体のように浮遊させることによって媒体との混合状態をつくり上げ、効率的に焙焼する装置である。焙焼対象の原料と流動媒体とを混合させた状態で焙焼することにより原料と流動媒体とが衝突しながら焙焼が進み、また、原料が流動層内に比較的長時間滞留できるため、効率的に焙焼することができる。 Generally, a fluid roasting furnace creates a mixed state with the medium by floating the granular raw material to be roasted as if it were a fluid while supplying the gas alone or using a fluid medium. It is a device for roasting. Roasting proceeds while the raw material and fluid medium collide by baking in a mixed state with the raw material to be roasted and the fluid medium, and since the raw material can stay in the fluidized bed for a relatively long time, It can be roasted efficiently.
このような流動焙焼炉を用いて供給した原料に対する焙焼を確実に行うためには、ガスの流速を、原料（以下、「被焙焼物」と称する）と流動媒体との混合物の空塔速度が、最小流動化速度以上、終末速度未満の範囲となるように制御して供給する必要がある。ここで、空塔速度とは、ガス流量／炉断面積で求められる実速度であり、最小流動化速度とは、粉体（被焙焼物と流動媒体との混合物）が流動する最小の速度であり、終末速度とは、流動層から粉体が上昇して飛び出し始める速度をいう。 In order to reliably carry out the roasting of the raw material supplied using such a fluid roasting furnace, the flow rate of the gas is changed to an empty column of a mixture of the raw material (hereinafter referred to as “to-be-roasted object”) and the fluid medium. It is necessary to control the supply so that the speed is in the range of the minimum fluidization speed and less than the terminal speed. Here, the superficial velocity is the actual velocity determined by the gas flow rate / furnace cross-sectional area, and the minimum fluidization velocity is the minimum velocity at which the powder (mixture of to-be-baked product and fluidizing medium) flows. The terminal velocity is the velocity at which the powder starts to rise from the fluidized bed.
すなわち、ガスの流速が、原料と流動媒体との混合物の最小流動化速度未満であると、原料が流動化しないために焙焼が均一に進まず、原料の凝集が発生する等の問題が生じる。一方で、ガスの流速がその混合物の終末速度以上であると、流速が速すぎて原料や流動媒体がガスと共に流されてしまい、効果的に焙焼を施すことができないという問題や収率が大きく低下するという問題が生じる。つまり、流動焙焼においては、ガス流量を適切な範囲内で制御して、原料を焙焼に足る時間、流動層内で流動化させることが必要となる。 That is, when the gas flow rate is less than the minimum fluidization rate of the mixture of the raw material and the fluid medium, the raw material does not fluidize, and thus roasting does not proceed uniformly and the raw material agglomerates. . On the other hand, if the gas flow rate is equal to or higher than the terminal velocity of the mixture, the flow rate is too high and the raw material or fluid medium flows along with the gas, and there is a problem and yield that roasting cannot be performed effectively. There arises a problem of a significant drop. That is, in fluid roasting, it is necessary to control the gas flow rate within an appropriate range so that the raw material is fluidized in the fluidized bed for a time sufficient for roasting.
また、流動焙焼においては、焙焼した原料の回収方法も重要となる。連続的に焙焼するためには原料を連続的に投入する必要があるが、原料を連続投入した場合、焙焼中の原料と焙焼されていない原料とが混ざってしまい、効率的に焙焼を行うことができず、また、実質的に焙焼が完了した原料だけを回収することが困難となる。原料投入口と原料回収口とを離して原料が投入口から回収口へ向かうようにする場合もあるが、流動焙焼の場合には、粒状の原料が流体の如く流動化しているため、投入直後の焙焼されていない原料と、暫く炉内を浮遊して焙焼が進んだ原料とがすぐに混ざってしまい、焙焼が完了した原料だけを回収することはできず、どうしても焙焼が不十分な原料も混合した状態で回収されてしまう。これにより、品質的に低いものが回収され、また、焙焼効率も悪くなってしまうというのが実情である。 In fluid roasting, a method for recovering the roasted raw material is also important. In order to perform continuous roasting, it is necessary to continuously feed raw materials. However, when raw materials are continuously charged, raw materials that are being roasted and raw materials that have not been roasted are mixed and roasted efficiently. Baking cannot be performed, and it is difficult to recover only raw materials that have been substantially roasted. In some cases, the raw material input port and the raw material recovery port are separated from each other so that the raw material is directed from the input port to the recovery port. However, in the case of fluid roasting, the granular raw material is fluidized like a fluid. Immediately after the raw material that has not been roasted and the raw material that has been roasted in the furnace for a while and then roasted, it is not possible to recover only the raw material that has been roasted. Insufficient raw materials are also collected in a mixed state. As a result, low quality products are recovered and roasting efficiency is deteriorated.
例えば、特許文献１には、鋳物古砂再生用の乾式再生機で発生したダストを集じんして得た古砂ダストを、珪砂をベース砂として底部に収容した流動焙焼炉の焙焼室内に供給し、その焙焼室内において流動焙焼させ、焙焼室内に形成される流動層の上部位置に開口する溢流口からオーバーフローさせて、再生処理ダストとして回収する技術が開示されている。また、シュートの投入口部に設けた圧縮空気吹込管で、その先端に形成したノズルから圧縮空気がシュートの出口に向って吹き込まれるようになっていることも開示されている。すなわち、古砂ダストをシュートに向かって圧縮空気を吹き込みながら炉内に供給し、溢流口から古砂ダストをオーバーフローさせて回収している。 For example, Patent Document 1 discloses a roasting chamber of a fluidized roasting furnace in which old sand dust obtained by collecting dust generated by a dry type regenerator for reclaiming cast old sand is accommodated at the bottom using quartz sand as base sand. , And is heated and roasted in the roasting chamber, overflowed from an overflow opening opened to the upper position of the fluidized bed formed in the roasting chamber, and recovered as regenerated dust. It is also disclosed that compressed air is blown toward the outlet of the chute from a nozzle formed at the tip of the compressed air blowing pipe provided at the chute inlet. That is, the waste sand dust is supplied into the furnace while blowing compressed air toward the chute, and is recovered by overflowing the waste sand dust from the overflow port.
しかしながら、特許文献１の技術では、古砂ダストの供給高さ位置と溢流口（回収口）の高さ位置とがほとんど同じであることから、流動化している古砂ダストについて、焙焼されたものだけが溢流口からオーバーフローして回収されているとは考えられない。すなわち、流動化している焙焼中の古砂ダストの中に、次々に焙焼されていない古砂ダストが供給されていくわけであるから、溢流口から回収されている古砂ダストには焙焼が不十分な古砂ダストがかなりの割合で混ざっていると考えるのが自然である。 However, in the technique of Patent Document 1, since the supply height position of the used sand dust and the height position of the overflow port (recovery port) are almost the same, the fluidized old sand dust is roasted. It is not considered that only the waste collected from the overflow outlet is recovered. In other words, the old sand dust that has not been roasted one after another is supplied to the fluidized old sand dust that is being roasted. It is natural to think that old sand dust that is not sufficiently roasted is mixed in a significant proportion.
したがって、特許文献１に開示の方法で、可能な限り焙焼が進んだ古砂ダストを回収するためには、古砂ダストの供給速度を極力遅くする必要があり、非常に効率の悪い処理となってしまうことは明白である。 Therefore, in order to recover the used sand dust that has been roasted as much as possible by the method disclosed in Patent Document 1, it is necessary to slow down the supply speed of the used sand dust as much as possible. It is clear that it will be.
また、特許文献２には、金属鉄源を流動焙焼炉で酸化焙焼する工程と、焙焼炉の溢流口より排出された粗粒子の酸化層を剥離する工程と、剥離工程後の酸化鉄と金属鉄粉を流動焙焼炉に循環する工程と、生成した微粉酸化鉄を焙焼ガスと共に流出させて焙焼ガス中より捕捉回収する工程とからなる高品位酸化鉄の製造方法が開示されている。 Patent Document 2 discloses a process of oxidizing and roasting a metallic iron source in a fluid roasting furnace, a process of peeling an oxide layer of coarse particles discharged from an overflow port of the roasting furnace, and a step after the peeling process. A method for producing high-grade iron oxide comprising a step of circulating iron oxide and metallic iron powder to a fluid roasting furnace and a step of flowing out the produced fine powder iron oxide together with the roasting gas and capturing and recovering it from the roasting gas. It is disclosed.
しかしながら、特許文献２には、微粉酸化鉄を焙焼ガスと共に流出させて焙焼ガス中より捕捉回収すると記載されているものの、具体的にどのように微粉酸化鉄を焙焼ガスと共に流出させるかについては明確に示されていない。すなわち、微粉酸化鉄と焙焼ガスとをどのように効率的に分離し、微粉酸化鉄を捕捉回収するかについては全く不明である。 However, although Patent Document 2 describes that finely divided iron oxide flows out together with the roasting gas and is captured and recovered from the roasting gas, specifically how the finely divided iron oxide flows out together with the roasting gas. Is not clearly shown. That is, it is completely unknown how to efficiently separate fine iron oxide and roasting gas and capture and recover fine iron oxide.
また、特許文献２には、剥離酸化皮膜を流動焙焼炉排ガスに随伴させて炉外に排出させることも開示されているが、どうような方法で流動焙焼炉排ガスに随伴させ炉外に排出させるのかについても不明確である。 Further, Patent Document 2 discloses that the exfoliated oxide film is accompanied with the fluid roasting furnace exhaust gas and discharged to the outside of the furnace. It is also unclear whether it will be discharged.
さて、酸化ニッケル（ＮｉＯ）は、近年電池等の材料として多用されており、例えば、硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ４）等の塩を含有する水溶液にアルカリを添加し中和して水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）２）を得て、その水酸化ニッケルを焙焼して製造することができる。ところが、得られた酸化ニッケルに含まれる不純物、特に原料に起因する硫黄品位が高いと、それを用いて製造した電池等の特性を大きく低下させる等の悪影響を及ぼすことが知られており、均一かつ確実に焙焼処理を施して製造することが欠かせない。具体的には、不純物として硫黄の場合、その含有量を概ね１００ｐｐｍ未満にまで低減することが必要とされる。 Nickel oxide (NiO) has been widely used as a material for batteries in recent years. For example, an alkali is added to an aqueous solution containing a salt such as nickel sulfate (NiSO 4 ) to neutralize nickel hydroxide (Ni ( OH) 2 ) can be obtained and the nickel hydroxide can be roasted and produced. However, it is known that impurities contained in the obtained nickel oxide, especially the sulfur quality caused by the raw material, has a bad effect such as greatly reducing the characteristics of the battery produced using the same. In addition, it is indispensable to manufacture by reliably performing a roasting treatment. Specifically, in the case of sulfur as an impurity, it is necessary to reduce the content to approximately less than 100 ppm.
しかしながら、流動焙焼炉を用いて水酸化ニッケルを工業的に焙焼しようとする場合、炉内で均一な焙焼を進行させることは、高品質の酸化ニッケルを製造する上で欠かせないことであり、焙焼後の酸化ニッケルを連続的に取り出して回収することについても非常に重要であるにも関わらず、上述したように、そのような焙焼処理は容易ではない。そして、均一な焙焼が行われ難いことにより、硫黄品位が部分的に上昇したり、生産効率が低下したりする等、焙焼処理方法として流動焙焼法を有効に活用することができていない。 However, when industrially roasting nickel hydroxide using a fluid roasting furnace, it is indispensable to make uniform roasting in the furnace to produce high-quality nickel oxide. Although it is very important to continuously take out and collect nickel oxide after roasting, as described above, such roasting treatment is not easy. In addition, since the uniform roasting is difficult to be performed, the fluid roasting method can be effectively utilized as a roasting processing method such as a partial increase in sulfur quality or a decrease in production efficiency. Absent.
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、水酸化ニッケルを焙焼して酸化ニッケルを製造するにあたり、流動焙焼炉を用いて焙焼することによって低硫黄品位の酸化ニッケルを効率よく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 has been proposed in view of such circumstances, and in producing nickel oxide by roasting nickel hydroxide, low sulfur grade oxidation is performed by roasting using a fluid roasting furnace. It aims at providing the method which can manufacture nickel efficiently.
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、流動焙焼炉を用いて焙焼を行い、その流動焙焼炉にて得られた焙焼物である酸化ニッケルを回収するに際して、焙焼時に供給するガス流量よりも多い流量のガスを供給して、焙焼時に用いた流動媒体と共に酸化ニッケルを回収し、回収した流動媒体、又は、回収された流動媒体の量に相当する量の新たな流動媒体を、原料である水酸化ニッケルと混合させて再投入して連続的に焙焼することにより、酸化ニッケルを効率的に回収することができ、しかも硫黄品位の低い酸化ニッケルとなることを見出し、本発明を完成するに至った。 This inventor repeated earnest examination in order to solve the subject mentioned above. As a result, when roasting is performed using a fluidized roasting furnace and nickel oxide, which is a roasted product obtained in the fluidized roasting furnace, is recovered, a gas having a flow rate higher than the gas flow rate supplied during roasting is used. The nickel oxide is recovered together with the fluid medium used at the time of roasting, and the recovered fluid medium or a new fluid medium in an amount corresponding to the amount of the recovered fluid medium is mixed with the raw material nickel hydroxide. It has been found that nickel oxide can be efficiently recovered by mixing and re-introducing and continuously roasting, and the nickel oxide has a low sulfur quality, and the present invention has been completed.
（１）本発明の第１の発明は、水酸化ニッケルを焙焼して酸化ニッケルを製造する酸化ニッケルの製造方法であって、流動焙焼炉を用いてガスを供給しながら前記水酸化ニッケルを焙焼し、該流動焙焼炉にて焙焼して得られる酸化ニッケルを回収する際に、焙焼時に供給するガス流量よりも多い流量のガスを供給して、焙焼に際して用いた流動媒体と共に該酸化ニッケルを回収し、回収した流動媒体、又は、回収された流動媒体の量に相当する量で新たに準備した流動媒体を、原料である水酸化ニッケルと混合して流動焙焼炉に再投入して、連続的に焙焼する、酸化ニッケルの製造方法である。 (1) A first invention of the present invention is a nickel oxide production method for producing nickel oxide by roasting nickel hydroxide, wherein the nickel hydroxide is supplied while supplying gas using a fluid roasting furnace. When recovering nickel oxide obtained by roasting in the fluid roasting furnace, supply a gas having a flow rate higher than the gas flow rate supplied during roasting, and the flow used for roasting The nickel oxide is recovered together with the medium, and the recovered fluid medium or a fluid medium newly prepared in an amount corresponding to the amount of the recovered fluid medium is mixed with the raw material nickel hydroxide to be a fluid roasting furnace This is a method for producing nickel oxide, which is re-introduced into the steel and continuously roasted.
（２）本発明の第２の発明は、第１の発明において、前記流動媒体として、前記水酸化ニッケルの最小流動化速度と同程度の最小流動化速度を有するものを用いる、酸化ニッケルの製造方法である。 (2) The second invention of the present invention is the production of nickel oxide according to the first invention, wherein the fluid medium has a minimum fluidization rate comparable to the minimum fluidization rate of the nickel hydroxide. Is the method.
（３）本発明の第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記酸化ニッケルを回収する際には、焙焼時に供給するガス流量の２．５倍を超える流量のガスを供給する、酸化ニッケルの製造方法である。 (3) In the third invention of the present invention, when recovering the nickel oxide in the first or second invention, a gas having a flow rate exceeding 2.5 times the gas flow rate supplied at the time of roasting is supplied. This is a method for producing nickel oxide.
（４）本発明の第４の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明において、前記酸化ニッケルを回収する際には、０．５分以上１５．０分以下の時間をかけてガスを供給する、酸化ニッケルの製造方法である。 (4) According to a fourth aspect of the present invention, in any of the first to third aspects, when recovering the nickel oxide, the gas is consumed over a period of 0.5 minutes to 15.0 minutes. Is a method for producing nickel oxide.
（５）本発明の第５の発明は、第１乃至第４のいずれかの発明において、前記酸化ニッケルと共に回収される前記流動媒体が、焙焼時に投入した流動媒体の量に対して１０％以上８０％以下の割合の量となるようにする、酸化ニッケルの製造方法である。 (5) According to a fifth invention of the present invention, in any one of the first to fourth inventions, the fluid medium recovered together with the nickel oxide is 10% with respect to the amount of fluid medium introduced at the time of roasting. This is a method for producing nickel oxide in which the amount is 80% or less.
（６）本発明の第６の発明は、第１乃至第５のいずれかの発明において、硫黄含有量が８０ｐｐｍ以下である酸化ニッケルを製造する、酸化ニッケルの製造方法である。 (6) A sixth invention of the present invention is a nickel oxide production method for producing nickel oxide having a sulfur content of 80 ppm or less in any of the first to fifth inventions.
本発明によれば、低硫黄品位の酸化ニッケルを効率よく製造することができる。 According to the present invention, low sulfur grade nickel oxide can be efficiently produced.
以下、本発明の具体的な実施形態（以下、「本実施の形態」という）について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。また、本明細書において、「Ｘ〜Ｙ」（Ｘ、Ｙは任意の数値）との表記は、「Ｘ以上Ｙ以下」の意味である。 Hereinafter, a specific embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, A various change is possible in the range which does not change the summary of this invention. In this specification, the notation “X to Y” (X and Y are arbitrary numerical values) means “X or more and Y or less”.
本実施の形態に係る酸化ニッケルの製造方法は、流動焙焼炉を用いて、原料である水酸化ニッケルを流動焙焼することによって酸化ニッケルを得る方法である。流動焙焼炉を用いた流動焙焼法では、流動媒体を用いてガスを供給しながら焙焼対象である水酸化ニッケルを浮遊させることによって媒体との混合状態をつくり上げて焙焼する方法である。このような流動焙焼により処理することで、連続的にかつ効果的に、被焙焼物である水酸化ニッケルを焙焼することができ、高い生産性で酸化ニッケルを製造することができる。 The method for producing nickel oxide according to the present embodiment is a method for obtaining nickel oxide by subjecting nickel hydroxide as a raw material to fluid roasting using a fluid roasting furnace. The fluid roasting method using a fluid roasting furnace is a method in which a mixed state with a medium is created and roasted by suspending nickel hydroxide as a target to be roasted while supplying gas using a fluid medium. . By processing by such fluid roasting, nickel hydroxide which is to-be-roasted can be roasted continuously and effectively, and nickel oxide can be produced with high productivity.
そして、本実施の形態に係る製造方法では、水酸化ニッケルを焙焼した後、流動焙焼炉にて得られた焙焼物である酸化ニッケルを回収するに際して、焙焼時に供給するガス流量よりも多い流量でガスを供給することによって焙焼に際して用いた流動媒体と共に酸化ニッケルを回収し、回収した流動媒体、又は、回収された流動媒体の量に相当する量で新たに準備した流動媒体を、原料である水酸化ニッケルと混合して流動焙焼炉に投入し、連続的に焙焼する。このような処理を行うことで、良好な焙焼を施すことができ、硫黄品位が低く、品質のばらつきのない酸化ニッケルを高い回収率で安定的に得ることができる。 In the manufacturing method according to the present embodiment, after recovering nickel oxide, which is a roasted product obtained in a fluid roasting furnace, after roasting nickel hydroxide, it is more than the gas flow rate supplied at the time of roasting. Nickel oxide is recovered together with the fluid medium used for roasting by supplying gas at a large flow rate, and the fluid medium recovered or a fluid medium newly prepared in an amount corresponding to the amount of the fluid medium recovered, It is mixed with nickel hydroxide as a raw material, put into a fluid roasting furnace, and continuously roasted. By performing such treatment, good roasting can be performed, and nickel oxide with low sulfur quality and no quality variation can be stably obtained with a high recovery rate.
なお、本実施の形態においては、流動焙焼により水酸化ニッケルを焙焼して酸化ニッケルを製造する方法について示すが、被焙焼物（原料）として水酸化ニッケルに対する焙焼だけでなく、その他の原料に対する焙焼処理にも応用することができ、不純物品位の低い高品質な焙焼物を効率的に製造することが可能である。 In the present embodiment, a method for producing nickel oxide by roasting nickel hydroxide by fluid roasting will be described. However, not only roasting on nickel hydroxide as a material to be roasted (raw material) but also other methods. It can also be applied to roasting treatment of raw materials, and it is possible to efficiently produce a high-quality roasted product with low impurity quality.
≪原料（水酸化ニッケル）について≫
酸化ニッケルの製造方法において、流動焙焼による焙焼の対象となる原料は水酸化ニッケルである。原料の水酸化ニッケルとしては、Ｎｉ（ＯＨ）２を主成分としているものであればよく、特に限定されない。
≪About raw material (nickel hydroxide) ≫
In the method for producing nickel oxide, the raw material to be roasted by fluid roasting is nickel hydroxide. The raw material nickel hydroxide is not particularly limited as long as it has Ni (OH) 2 as a main component.
例えば、電池材料の原料として使用するための酸化ニッケル（ＮｉＯ）は、電池特性を低下させ得る硫黄が極力含まれないものであることが好ましい。したがって、その酸化ニッケルを製造するための原料である水酸化ニッケルにおいても、硫黄やその他の不純物成分の含有量が少ないものであることが好ましいが、比較的揮発し易く、流動焙焼処理よって除去できる成分であれば、含まれていてもよい。 For example, nickel oxide (NiO) for use as a raw material for battery materials is preferably one that does not contain as much sulfur as possible to lower battery characteristics. Therefore, it is preferable that nickel hydroxide, which is a raw material for producing the nickel oxide, has a low content of sulfur and other impurity components, but it is relatively easy to volatilize and is removed by fluid roasting treatment. Any component that can be used may be contained.
ここで、本実施の形態に係る製造方法では、流動焙焼炉から回収するまでの処理過程において、原料に含まれる硫黄を効率的に飛ばして除去することができ、硫黄品位の低く高品質な酸化ニッケルを安定的に製造することができる。このため、原料の水酸化ニッケルとしては、硫黄が含まれるものであってもよく、また、その他の不純物成分についても同様であり、比較的揮発し易い成分であって流動焙焼処理よって除去できる成分であれば、含まれていてもよい。 Here, in the manufacturing method according to the present embodiment, sulfur contained in the raw material can be efficiently skipped and removed in the treatment process until recovery from the fluid roasting furnace, and the sulfur quality is low and the quality is high. Nickel oxide can be produced stably. For this reason, the raw material nickel hydroxide may contain sulfur, and the same applies to other impurity components, which are relatively volatile components that can be removed by fluid roasting. If it is a component, it may be contained.
また、水酸化ニッケルの粒径についても、特に限定されない。その中でも、平均粒径が数μｍ〜数１００μｍである水酸化ニッケルでは、粒子の内部まで比較的短時間で均一に焙焼することができるため好ましい。なお、平均粒径が１ｍｍを超えるような粗粒になると、内部まで均一に焙焼するのに時間がかかる上、部分的に焙焼の進み方に偏りが生じて不均一になる可能性があり、このような場合には焙焼時間が長くなることがある。 Also, the particle size of nickel hydroxide is not particularly limited. Among these, nickel hydroxide having an average particle diameter of several μm to several 100 μm is preferable because it can be uniformly baked in a relatively short time to the inside of the particles. In addition, when it becomes a coarse particle whose average particle diameter exceeds 1 mm, it takes a long time to uniformly roast to the inside and there is a possibility that the method of partial roasting is uneven and uneven. In such a case, the roasting time may be long.
≪流動焙焼処理について≫
（１）流動焙焼炉の構成
図１は、流動焙焼炉を備えた流動焙焼装置の構成の一例を模式的に示す図である。本実施の形態に係る酸化ニッケルの製造方法においては、例えば図１に示すような流動焙焼装置１を用いて水酸化ニッケルを焙焼して酸化ニッケルを製造する。なお、流動焙焼装置１としては、炉の下方からガスを流して流動焙焼を行うことができ、焙焼して得られた材料（酸化ニッケル）を上方に向かって気流搬送して回収することができる設備を備えるものであれば、図１に例示するものに限定されない。
≪About fluid roasting process≫
(1) Configuration of Fluidized Roasting Furnace FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of the configuration of a fluidized roasting apparatus provided with a fluidized roasting furnace. In the nickel oxide manufacturing method according to the present embodiment, nickel hydroxide is manufactured by roasting nickel hydroxide using, for example, a fluid roasting apparatus 1 as shown in FIG. In addition, as the fluid roasting apparatus 1, fluid roasting can be performed by flowing a gas from the lower side of the furnace, and the material (nickel oxide) obtained by the roasting is conveyed by air flow upward and collected. As long as it has the equipment which can do, it is not limited to what is illustrated in FIG.
流動焙焼装置１は、図１に示すように、少なくとも、流動焙焼が行われる炉本体１１と、炉本体１１の下方に位置しガスを導入するガス導入管１２と、炉本体１１の上方に位置し焙焼して得られた焙焼物（酸化ニッケル）を回収する回収サイクロン１３とを備える。なお、図１中の「Ｘ」は、被焙焼物（原料）の水酸化ニッケルを表す。
As shown in FIG. 1, the fluid roasting apparatus 1 includes at least a furnace
［炉本体］
炉本体１１は、例えば円筒形状を有し、流動焙焼を行う焙焼室を構成するものである。この炉本体１１の内部において、原料である水酸化ニッケルと流動媒体との混合物がガスにより浮遊流動化して流動層を形成する。より具体的に、炉本体１１は、炉本体上部１１Ａと、炉本体下部１１Ｂとに分けられる。
[Furnace body]
The
炉本体上部１１Ａは、原料（被焙焼物）である水酸化ニッケルを投入する原料投入管１４が設けられている。炉本体上部１１Ａにおいては、原料投入管１４から投入された水酸化ニッケルを炉本体１１の下方から供給されるガスにより浮遊させ、流動媒体との混合状態で焙焼処理が行われる。
11 A of furnace main bodies are provided with the raw material injection | throwing-in
炉本体下部１１Ｂは、炉本体１１の下方から供給されるガスを整流するための固定層（整流層）２１と、固定層２１上に形成された流動媒体層２２とにより構成されている。
The furnace main body
固定層２１は、ビーズ形状等の形状を有するアルミナ、シリカ、ムライト等の無機化合物により構成され、その下方から供給されるガスを整流する。
The fixed
流動媒体層２２は、原料の水酸化ニッケルと共に混合状態を形成して流動焙焼するための媒体（流動媒体）により構成されている。その流動媒体としては、被焙焼物である水酸化ニッケルと反応しないものであって、その被焙焼物と同等あるいはそれよりも速い最小流動化速度を有する媒体であることが好ましい。例えば、固定層２１を構成する化合物と同様に、アルミナ、シリカ、ムライト等の無機化合物を用いることができる。
The fluid
流動媒体として、被焙焼物と同等の最小流動化速度を有するもの、または被焙焼物よりも僅かに速い最小流動化速度を有するものを用いることにより、混合状態が良好なものとなり、焙焼効率が向上する。 By using a fluid medium that has a minimum fluidization rate equivalent to that of the material to be baked or a material having a minimum fluidization speed that is slightly faster than that of the material to be baked, the mixing state becomes good, and the roasting efficiency Will improve.
ここで、被焙焼物の最小流動化速度と、流動媒体の最小流動化速度とが近似する（同程度である）場合、その終末速度も近い値になる。このため、被焙焼物と流動媒体とを良好な混合状態のもとで流動焙焼する場合、その終末速度も近い値となるために、例えば、ガス流速を上げて被焙焼物を回収しようとすると、流動層から、焙焼して得られた焙焼物だけでなく流動媒体も一緒に流れ出て回収されることになる。このような場合でも、あらかじめガス流速と回収される流動媒体の量を把握しておけばよく、それにより、回収された分の流動媒体を再度被焙焼物と共に流動焙焼炉に供給することによって、炉を停止することなく連続的に焙焼処理を継続することができ、効率的な操業が可能となる。また、回収した流動媒体と被焙焼物とを同時に再供給することにより、その供給前から被焙焼物と流動媒体とが混合された状態で供給されるため、良好な混合状態で焙焼を開始することができ、より一層に効率的でばらつきの少ない焙焼を行うことができる。 Here, when the minimum fluidization speed of the material to be baked and the minimum fluidization speed of the fluidized medium are approximate (similar to each other), the terminal speed is also a close value. For this reason, when fluid roasting is performed in a well-mixed state of the material to be baked and the fluidized medium, the end speed is also close to the value. Then, not only the roasted product obtained by roasting but also the fluidized medium flows out from the fluidized bed and is collected. Even in such a case, it is only necessary to grasp the gas flow rate and the amount of the fluid medium to be recovered in advance, thereby supplying the recovered fluid medium together with the material to be roasted to the fluid roasting furnace. The roasting process can be continued continuously without stopping the furnace, and an efficient operation is possible. In addition, by re-supplying the recovered fluid medium and to-be-baked material at the same time, the to-be-fired material and the fluid medium are supplied in a mixed state before the supply, and thus roasting is started in a good mixed state. It is possible to perform roasting that is much more efficient and has less variation.
なお、流動媒体の粒径としては、特に限定されないが、過度に大きいと流動化することができず、一方、過度に小さいと原料の水酸化ニッケルとの衝突が有効に生じず、またそれ自体が飛散し易くなり取り扱いが困難となる。例えば、球形の流動媒体である場合には、その直径が、０．０５ｍｍ〜１ｍｍ程度のものが好ましく、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度のものがより好ましい。 The particle size of the fluidized medium is not particularly limited, but if it is excessively large, it cannot be fluidized. On the other hand, if it is excessively small, collision with the raw material nickel hydroxide does not occur effectively. Becomes easy to scatter and difficult to handle. For example, in the case of a spherical fluid medium, the diameter is preferably about 0.05 mm to 1 mm, more preferably about 0.1 mm to 0.5 mm.
炉本体１１においては、例えばその下部（炉本体下部１１Ｂの付近）にヒーター１５が包囲して設けられ、炉本体１１の内部が所定の焙焼温度となるように加熱する。なお、ヒーター１５は、所望の焙焼温度にまで加熱制御可能なものであれば、特に限定されない。
In the
［ガス導入管］
ガス導入管１２は、被焙焼物である水酸化ニッケルと流動媒体とを、炉本体１１（炉本体下部１１Ｂ）の付近（ヒーター１５により加熱されている空間）で浮遊させるためのガスを導入するための配管である。また、焙焼して得られた焙焼物である酸化ニッケルを回収する際にも、このガス導入管１２からガスを導入し、そのガスによって酸化ニッケルを気流搬送して回収する。なお、図１中の矢印は、ガスの流れを示している。
[Gas introduction pipe]
The
ガス導入管１２は、炉本体下部１１Ｂの下方（底部）に設けられており、導入されたガスは炉本体下部１１Ｂを構成する固定層２１にて整流され、流動媒体層２２を構成する流動媒体を炉本体下部１１Ｂ付近のヒーター１５で加熱されている内部空間に浮遊流動させる。また、導入されたガスは、その炉本体上部１１Ａに設けられた原料投入管１４より投入された原料を、その空間内に浮遊流動させる。
The
ガス導入管１２においては、被焙焼物である水酸化ニッケルと流動媒体との混合物の最小流動化速度以上、終末速度未満の流速でガスを炉本体１１に供給することが好ましい。このように、供給するガスの流速を被焙焼物と流動媒体との混合物の最小流動化速度以上とすることで、効果的に被焙焼物を流動化させて焙焼を施すことができ、また、ガスの流速を終末速度未満とすることで、そのガスにより被焙焼物が飛ばされることを防ぎながら、均一な焙焼を施すことができる。
In the
供給するガスの流速は、流動焙焼時と焙焼後の回収時とでそれぞれ適切な範囲に制御することが好ましい。 It is preferable to control the flow rate of the supplied gas to an appropriate range at the time of fluid roasting and at the time of recovery after roasting.
また、供給するガスの流量についても、適宜調整することが好ましく、流動焙焼時と焙焼後の回収時とでそれぞれ適切な範囲に制御することが好ましい。特に、本実施の形態に係る酸化ニッケルの製造方法では、詳しくは後述するが、焙焼時に供給するガス流量よりも多い流量のガスを供給して、流動媒体と共に焙焼物である酸化ニッケルを回収する。 Moreover, it is preferable to adjust suitably also the flow volume of the gas to supply, and it is preferable to control to an appropriate range at the time of fluid roasting and the time of collection | recovery after roasting, respectively. In particular, in the nickel oxide manufacturing method according to the present embodiment, as will be described in detail later, a gas having a flow rate higher than the gas flow rate supplied at the time of roasting is supplied, and nickel oxide that is a roasted product is recovered together with the fluidized medium. To do.
また、供給するガスの種類は、特に限定されるものではなく、焙焼する原料の量や反応性、求められるガス流速等に応じて適宜調整することが好ましい。例えば、空気（圧縮空気）、酸素、窒素等の不活性ガスを用いることができる。 Further, the type of gas to be supplied is not particularly limited, and it is preferable to appropriately adjust according to the amount and reactivity of the raw material to be roasted, the required gas flow rate, and the like. For example, an inert gas such as air (compressed air), oxygen, or nitrogen can be used.
［回収サイクロン］
回収サイクロン１３は、炉本体１１の上方に位置し、炉本体１１内で流動焙焼して得られた焙焼物である酸化ニッケルを回収する。回収サイクロン１３としては、回収時におけるガス供給により、酸化ニッケルを効率的に回収できるものであれば特に限定されない。
[Recovery cyclone]
The
回収サイクロン１３には、例えば、回収した酸化ニッケルを取り出す取出口（排出口）に、篩等の分級装置を設けることができる。これにより、回収サイクロン１３に、酸化ニッケルと共に回収した流動媒体を簡易に分離することができ、酸化ニッケルのみを選択的に回収するとともに、回収した流動媒体を効率的に再投入することができる。
For example, the
また、回収サイクロン１３の先端部には、ガス排気管１６が設けられている。上述したように、回収サイクロン１３により回収された焙焼物の酸化ニッケルは、その取出口を介して回収される一方で、回収時にガス導入管１２から導入された所定量のガスは、ガス排気管１６を介して排出される。排出されたガスは、回収することによって再利用することもできる。なお、図１中の矢印は、ガスの流れを示している。
A
（２）流動焙焼処理
流動焙焼処理においては、例えば、固定層２１をアルミナにより構成し、また流動媒体として球状のアルミナを用いて、所定の流速、流量のガスをガス導入管１２を介して炉本体１１の下方から供給しながら、炉本体１１の内部に原料である水酸化ニッケルを投入して、その水酸化ニッケルと流動媒体とを浮遊流動化させることによって行う。なお、固定層２１を構成する化合物や流動媒体等は、あくまでも一例であり、これに限定されるものではない。
(2) Fluid roasting treatment In the fluid roasting treatment, for example, the fixed
流動焙焼は、上述したように、被焙焼物である水酸化ニッケルと流動媒体との混合物の最小流動化速度以上、終末速度未満の流速でガスを供給することによって行う必要がある。このような流速の範囲でガスを供給することで、被焙焼物と流動媒体とが良好に混合された状態となり、均一で、ばらつきのない焙焼が効率的に進行する。 As described above, fluid roasting needs to be performed by supplying a gas at a flow rate that is greater than or equal to the minimum fluidization rate of the mixture of nickel hydroxide that is to be baked and a fluid medium and less than the final velocity. By supplying the gas in such a range of flow velocity, the to-be-baked product and the fluid medium are well mixed, and uniform and non-uniform roasting efficiently proceeds.
流動焙焼時における焙焼温度としては、特に限定されないが、概ね８００℃以上１５００℃以下とすることが好ましく、８５０℃以上１２００℃以下とすることがより好ましい。焙焼温度が８００℃未満であると、焙焼処理に時間がかかってしまい、また温度が低いために均一な焙焼ができなくなる可能性がある。一方で、焙焼温度が１５００℃を超えても、単に温度が高いだけで熱エネルギーが高くなってコスト高となり、炉体の寿命が短くなる可能性もある。また、焙焼温度を、より好ましく８５０℃以上１２００℃以下とすることによって、より一層効率的に、かつ均一に焙焼処理を施すことができるとともに、ランニングコストも有効に抑えることができる。 Although it does not specifically limit as a roasting temperature at the time of fluid roasting, It is preferable to set it as 800 to 1500 degreeC in general, and it is more preferable to set it as 850 to 1200 degreeC. When the roasting temperature is less than 800 ° C., it takes a long time for the roasting process, and since the temperature is low, there is a possibility that uniform roasting cannot be performed. On the other hand, even if the roasting temperature exceeds 1500 ° C., the thermal energy becomes high and the cost is increased simply by the high temperature, and the life of the furnace body may be shortened. Moreover, by making the roasting temperature more preferably 850 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower, the roasting process can be performed more efficiently and uniformly, and the running cost can be effectively suppressed.
なお、焙焼温度は、炉本体１１の下方（炉本体下部１１Ｂの付近）に包囲して設けられたヒーター１５により、炉本体１１の内部を加熱して調整することができる。
Note that the roasting temperature can be adjusted by heating the interior of the
また、焙焼時間としては、特に限定されないが、短すぎると焙焼が不十分になって品質や純度が低下してしまう可能性がある。一方で、必要以上に焙焼時間が長すぎると、焙焼温度を維持するための熱エネルギーや供給するガスが無駄となり、効率的な処理を行うことができなくなる。具体的には、焙焼時間としては装置の大きさや構造等に依存するものの、概ね５分以上６０分以下とすることが好ましく、１０分以上３０分以下とすることがより好ましく、１５分以上２５分以下とすることが特に好ましい。このような範囲の焙焼時間で処理することによって、より効率的に、均一な焙焼を行うことができる。 The roasting time is not particularly limited, but if it is too short, roasting may be insufficient and the quality and purity may be reduced. On the other hand, if the roasting time is longer than necessary, the heat energy and the gas to be supplied for maintaining the roasting temperature are wasted, and efficient processing cannot be performed. Specifically, although the roasting time depends on the size and structure of the apparatus, it is preferably about 5 minutes to 60 minutes, more preferably 10 minutes to 30 minutes, and more preferably 15 minutes or more. It is particularly preferable to set it to 25 minutes or less. By processing in such a range of roasting time, uniform roasting can be performed more efficiently.
≪回収処理、及び連続的な焙焼処理について≫
流動焙焼によって水酸化ニッケルを焙焼したのち、得られた焙焼物である酸化ニッケルを流動焙焼炉から回収する。上述したように、酸化ニッケルの回収は、例えば、図１に示すように、流動焙焼炉の炉本体１１の後段に連続して設けられた回収サイクロン１３によって回収することができる。
≪About collection process and continuous roasting process≫
After nickel hydroxide is roasted by fluid roasting, the resulting roasted product, nickel oxide, is recovered from the fluid roasting furnace. As described above, nickel oxide can be recovered by, for example, the
そして、その酸化ニッケルの回収においては、焙焼時と同様に、炉本体１１のガス導入管１２から所定量のガスを供給し、そのガスによって、炉本体１１から回収サイクロン１３に向けて焙焼物である酸化ニッケルを気流搬送する。
In the recovery of the nickel oxide, a predetermined amount of gas is supplied from the
このとき、本実施の形態においては、焙焼時に供給するガス流量よりも多い流量のガスを供給することによって、焙焼に際して用いた流動媒体と共に焙焼物である酸化ニッケルを気流搬送させて回収する。このように、得られた焙焼物である酸化ニッケルを回収する際に、焙焼時よりもガスの流量を上げるとともに、流動媒体と一緒に酸化ニッケルを回収するように処理することで、効率を高めた良好な焙焼を行うことができ、良好な状態で流動化して焙焼された酸化ニッケルを高い回収率で回収することができる。 At this time, in this embodiment, by supplying a gas having a flow rate higher than the gas flow rate supplied at the time of roasting, nickel oxide which is a roasted product is air-flowed and collected together with the fluid medium used at the time of roasting. . As described above, when recovering the nickel oxide, which is the obtained roasted product, the efficiency is improved by increasing the gas flow rate compared to the time of roasting and processing the nickel oxide together with the fluidized medium. Good enhanced roasting can be performed, and nickel oxide fluidized and roasted in a good state can be recovered at a high recovery rate.
具体的に、回収時に供給するガスの流量としては、焙焼時に供給するガスの流量の２．５倍を超える量にすることが好ましい。回収時のガス流量を、焙焼時のガス流量の２．５倍を超える量とすることにより、効率的に流動媒体と酸化ニッケルとを回収することができ、その回収率を高めることができる。また、焙焼時のガス流量の２．８倍以上のガス流量とすることが好ましく、３．０倍以上のガス流量とすることがより好ましい。 Specifically, the flow rate of the gas supplied at the time of recovery is preferably set to an amount exceeding 2.5 times the flow rate of the gas supplied at the time of roasting. By making the gas flow rate at the time of recovery more than 2.5 times the gas flow rate at the time of roasting, the fluid medium and nickel oxide can be efficiently recovered, and the recovery rate can be increased. . Moreover, it is preferable to set it as the gas flow rate of 2.8 times or more of the gas flow rate at the time of roasting, and it is more preferable to set it as the gas flow rate of 3.0 times or more.
また、本実施の形態においては、酸化ニッケルと共に回収した流動媒体を、再度、被焙焼物（原料）である水酸化ニッケルと共に流動焙焼炉に供給する、すなわち再投入する。そして、再投入に際しては、流動媒体を原料の水酸化ニッケルと混合させた状態にして行う。なお、回収される流動媒体の量としては、あらかじめガス流速に基づいて把握しておけばよく、それにより、回収された分の流動媒体を再度被焙焼物と共に流動焙焼炉に供給すればよい。このことによって、焙焼効率を高めて、硫黄品位が低い酸化ニッケルを効率的に得ることができる。さらに、炉を停止することなく連続的に焙焼処理を継続することができ、効率的な操業が可能となる。 Further, in the present embodiment, the fluid medium recovered together with nickel oxide is supplied again to the fluid roasting furnace together with nickel hydroxide, which is a material to be roasted (raw material), that is, re-introduced. Then, the recharging is performed in a state where the fluid medium is mixed with the raw material nickel hydroxide. Note that the amount of the fluid medium to be recovered may be grasped in advance based on the gas flow rate, and the recovered fluid medium may be supplied again to the fluid roasting furnace together with the material to be roasted. . By this, roasting efficiency can be improved and nickel oxide with low sulfur quality can be obtained efficiently. Furthermore, the roasting process can be continued continuously without stopping the furnace, and efficient operation becomes possible.
または、酸化ニッケルと共に回収した流動媒体の量に相当する量で新たに準備した流動媒体を、被焙焼物である水酸化ニッケルと混合させた状態で流動焙焼炉に投入してもよい。このときも、回収される流動媒体の量は、あらかじめガス流速に基づいて把握することができ、その回収量に相当する量の新たな流動媒体を準備すればよい。なお、回収した流動媒体を用いるか、新たに準備した流動媒体を用いるかは、作業効率やトータルコスト等を考量して適宜設定することができる。 Alternatively, a freshly prepared fluid medium in an amount corresponding to the amount of fluid medium recovered together with nickel oxide may be put into a fluid roasting furnace in a state where it is mixed with nickel hydroxide that is to-be-roasted. Also at this time, the amount of the recovered fluid medium can be grasped in advance based on the gas flow rate, and an amount of a new fluid medium corresponding to the recovered amount may be prepared. Note that whether to use the recovered fluid medium or a newly prepared fluid medium can be appropriately set in consideration of work efficiency, total cost, and the like.
またさらに、回収した流動媒体と、新たに準備した流動媒体とを用い、これらを被焙焼物である水酸化ニッケルと混合させた状態にして投入してもよい。なお、このとき、回収した流動媒体と、新たに準備した流動媒体との合計量が、回収される流動媒体の量に相当する量となればよい。 Furthermore, the recovered fluid medium and a freshly prepared fluid medium may be used and mixed with nickel hydroxide which is a to-be-fired product. At this time, the total amount of the collected fluid medium and the newly prepared fluid medium may be an amount corresponding to the amount of fluid medium to be collected.
具体的に、このような処理により回収される酸化ニッケルは、十分な焙焼が施されて得られたものであり、硫黄の含有量が有効に低減されており、例えば、８０ｐｐｍ以下、好ましくは５０ｐｐｍ以下、より好ましくは２０ｐｐｍ以下程度の極めて硫黄品位の低いものとなる。 Specifically, the nickel oxide recovered by such treatment is obtained by sufficient roasting, and the sulfur content is effectively reduced, for example, 80 ppm or less, preferably It becomes a very low sulfur grade of about 50 ppm or less, more preferably about 20 ppm or less.
ここで、流動媒体としては、被焙焼物である水酸化ニッケルの最小流動化速度と同程度の最小流動化速度を有するものを用いることが好ましい。上述したように、被焙焼物の最小流動化速度と、流動媒体の最小流動化速度とが同程度である場合には、その終末速度も近い値になるため、回収に際しては、効率的に流動媒体と共に焙焼物である酸化ニッケルを回収することができる。そして、このような流動媒体を用いることで、焙焼効率が向上して品質の高い酸化ニッケルを得ることができるとともに、回収された分の流動媒体を再度被焙焼物と共に流動焙焼炉に供給することによって、さらに品質の高い酸化ニッケルを効率的に得ることができ、また、炉を停止することなく連続的に焙焼処理を継続することができ、効率的な操業が可能となる。 Here, it is preferable to use a fluid medium having a minimum fluidization speed comparable to the minimum fluidization speed of nickel hydroxide which is to be baked. As described above, when the minimum fluidization speed of the to-be-roasted product and the minimum fluidization speed of the fluidized medium are about the same, the terminal speed is also close to the value, so that the flow efficiently Nickel oxide, which is a roasted product, can be recovered together with the medium. By using such a fluid medium, roasting efficiency can be improved and high quality nickel oxide can be obtained, and the recovered fluid medium is supplied again to the fluid roasting furnace together with the material to be baked. By doing so, nickel oxide with higher quality can be obtained efficiently, and the roasting process can be continued continuously without stopping the furnace, and efficient operation becomes possible.
なお、「同程度の最小流動化速度」とは、同一、または近似する最小流動化速度をいい、±３０％の割合の範囲の速度は近似しているとする。また、流動媒体の最小流動化速度や終末速度は、材質、サイズ、形状等に依存するため、それらの性質を含めて所望とする媒体を選定することが好ましい。 The “similar minimum fluidization speed” means the same or approximate minimum fluidization speed, and the speed in the range of ± 30% is assumed to be approximate. Moreover, since the minimum fluidization speed | rate and terminal speed | velocity | rate of a fluid medium depend on a material, a size, a shape, etc., it is preferable to select the desired medium including those properties.
また、回収時におけるガスを流す時間、すなわち回収時間としては、０．５分以上１５．０分以下とすることが好ましく、１．０分以上１０．０分以下とすることがより好ましい。なお、回収時には、ガスが、回収時間のすべてに亘って供給されるものとする。ガスを流す時間が０．５分未満であると、回収時間が短くなるために焙焼物を十分に回収することができず、回収率が低下する可能性がある。一方で、ガスを流す時間が１５．０分を超えると、必要以上に回収時間が長くなってしまい、生産性が低下する。回収時間を０．５分以上１５．０分以下とすることで、高い回収率で効率的に回収することができる。 Further, the time for flowing the gas during recovery, that is, the recovery time is preferably 0.5 minutes or more and 15.0 minutes or less, and more preferably 1.0 minutes or more and 10.0 minutes or less. In the recovery, gas is supplied over the entire recovery time. If the gas flow time is less than 0.5 minutes, the recovery time is shortened, so that the roasted product cannot be recovered sufficiently, and the recovery rate may decrease. On the other hand, if the gas flow time exceeds 15.0 minutes, the recovery time becomes longer than necessary, and the productivity decreases. By setting the recovery time to be not less than 0.5 minutes and not more than 15.0 minutes, it can be efficiently recovered with a high recovery rate.
また、回収に際しては、酸化ニッケルと共に回収される流動媒体の量が、焙焼時に投入した流動媒体の量に対して１０％以上８０％以下の割合の量となるようにすることが好ましく、２０％以上５０％以下の割合の量となるようにすることがより好ましい。回収される流動媒体の量が、投入した流動媒体の量に対して１０％未満であると、回収率が十分に高い値とならない可能性があり、一方で、８０％を超える量であると、回収した流動媒体を繰り返して流動焙焼炉に投入する際に、その投入量が必要以上に増加してしまい、効率が低下する。 Further, at the time of recovery, it is preferable that the amount of the fluid medium recovered together with the nickel oxide is an amount of 10% or more and 80% or less with respect to the amount of the fluid medium charged at the time of roasting, 20 It is more preferable that the amount is in a ratio of not less than 50% and not more than 50%. If the amount of the fluid medium to be recovered is less than 10% with respect to the amount of the fluid medium that has been input, the recovery rate may not be a sufficiently high value, whereas it is an amount that exceeds 80%. When the recovered fluid medium is repeatedly charged into the fluid roasting furnace, the amount of the fluid added increases more than necessary, and the efficiency decreases.
以上のように、本実施の形態に係る酸化ニッケルの製造方法は、流動焙焼炉を用いて水酸化ニッケルを焙焼して酸化ニッケルを得る方法であり、その流動焙焼炉にて水酸化ニッケルを焙焼して得られた酸化ニッケル（焙焼物）を回収する際に、焙焼時に供給するガス流量よりも多い流量のガスを供給し、焙焼に際して用いた流動媒体と共に焙焼物である酸化ニッケルを回収する。また、回収した流動媒体、又は、回収された流動媒体の量に相当する量で新たに準備した流動媒体を、原料である水酸化ニッケルと混合して流動焙焼炉に再投入して連続的に焙焼することを特徴としている。このように、回収に際して焙焼物と共に流動媒体が回収されるようにし、回収した流動媒体を原料と混合させて再投入して処理することで、効率を高めた良好な焙焼を行うことができる。そして、十分に焙焼が施されて硫黄品位が有効に低下した酸化ニッケルを、高い回収率で回収することができる。 As described above, the method for producing nickel oxide according to the present embodiment is a method for obtaining nickel oxide by roasting nickel hydroxide using a fluidized roasting furnace. When recovering nickel oxide (roasted product) obtained by roasting nickel, gas is supplied at a flow rate higher than the gas flow rate supplied at the time of roasting, and is a roasted product together with the fluid medium used for roasting. Recover nickel oxide. In addition, the recovered fluid medium or a fluid medium newly prepared in an amount corresponding to the amount of the recovered fluid medium is mixed with nickel hydroxide as a raw material and re-entered into a fluid roasting furnace to continuously It is characterized by roasting. In this way, the fluid medium can be collected together with the roasted material at the time of recovery, and the recovered fluid medium can be mixed with the raw material and re-introduced and processed, so that good roasting with improved efficiency can be performed. . And nickel oxide which has been sufficiently roasted and effectively reduced in sulfur quality can be recovered at a high recovery rate.
また、酸化ニッケルと共に回収された流動媒体、又は、回収された流動媒体の量に相当する量で新たに準備した流動媒体を、繰り返し被焙焼物である水酸化ニッケルと共に流動焙焼炉に再投入することにより、連続的に高い効率で、生産性高く操業を行うことができる。なお、このとき、回収を終了した後の焙焼時には、そのガス流量を焙焼時のレベルに戻して焙焼処理を実行する。 In addition, the fluid medium collected together with nickel oxide or the fluid medium newly prepared in an amount corresponding to the amount of fluid medium collected is re-introduced into the fluid roasting furnace together with nickel hydroxide, which is repeatedly roasted. By doing so, it is possible to operate continuously with high efficiency and high productivity. At this time, at the time of roasting after the completion of the recovery, the gas flow rate is returned to the level at the time of roasting and the roasting process is executed.
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 with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
＜原料＞
焙焼対象の原料（被焙焼物）として、水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）２）を準備した。水酸化ニッケルは、平均粒径が２５．０±１．０μｍのものであり、真空中で１５０℃、３時間の真空加熱処理を行って、含有水分を実質的に除去した。また、その水酸化ニッケルについて分析したところ、硫黄分が２．０±０．１％の割合で含まれるものであることが確認された。なお、その他の不可避的に含まれる成分は、含有量が少なく実質的に無視できる程度であった。
<Raw material>
Nickel hydroxide (Ni (OH) 2 ) was prepared as a raw material to be roasted (substance to be baked). Nickel hydroxide has an average particle diameter of 25.0 ± 1.0 μm, and was subjected to vacuum heat treatment at 150 ° C. for 3 hours in a vacuum to substantially remove the contained water. Further, when the nickel hydroxide was analyzed, it was confirmed that the sulfur content was contained at a rate of 2.0 ± 0.1%. In addition, the other components inevitably included were small in content and substantially negligible.
＜流動焙焼処理＞
流動焙焼炉を用いて原料の水酸化ニッケルを焙焼し、焙焼物である酸化ニッケル（ＮｉＯ）を回収する処理を行った。具体的に、流動焙焼炉としては、新島ネオライト工業株式会社製の装置を用い、焙焼炉の炉心の内径は直径１５０ｍｍで、有効な均熱帯は高さ方向で約３０ｃｍであり、その範囲で流動焙焼を行った。
<Flow roasting>
The raw material nickel hydroxide was roasted using a fluid roasting furnace, and nickel oxide (NiO) as a roasted product was recovered. Specifically, as the fluidized roasting furnace, using an apparatus manufactured by Niijima Neolite Industry Co., Ltd., the inner diameter of the core of the roasting furnace is 150 mm in diameter, and the effective soaking zone is about 30 cm in the height direction. And fluid roasting.
流動焙焼炉においては、先ず固定層としてアルミナを装入して炉の底部にセットした後、流動媒体として直径０．１０ｍｍの球状アルミナを投入した。そして、焙焼炉の底部より空気を流しながら、ヒーターにより所定の焙焼温度まで昇温した。焙焼時においては、全てのサンプルに対する処理に同量の流量の空気を流し、その焙焼時における空気の流量の値を１．０として焙焼時の流量を相対的に表現した。焙焼温度は、全てのサンプルにおいて９００℃とし、温度が設定温度まで達して安定した段階で、原料の水酸化ニッケルを投入し、２０分間の焙焼時間で焙焼した。 In the fluid roasting furnace, first, alumina was charged as a fixed layer and set at the bottom of the furnace, and then spherical alumina having a diameter of 0.10 mm was charged as a fluid medium. And it heated up to the predetermined roasting temperature with the heater, flowing air from the bottom part of a roasting furnace. At the time of roasting, air of the same amount was flowed to the processing for all the samples, and the flow rate at the time of roasting was relatively expressed with the value of the air flow rate at the time of roasting being 1.0. The roasting temperature was 900 ° C. for all the samples, and when the temperature reached the set temperature and stabilized, the raw material nickel hydroxide was added and roasted for 20 minutes.
焙焼の終了後、空気の流量を１．１〜３．５倍（焙焼時の空気流量１．０に対して）に上げて、そのガスと共に、焙焼物である酸化ニッケルの回収を行った。またこのとき、酸ニッケルと共に流動媒体も一緒に回収するようにした。なお、回収時間は、サンプルに応じて、０．６分〜２０．０分とした。 After the end of roasting, the air flow rate is increased by 1.1 to 3.5 times (relative to the air flow rate of 1.0 during roasting), and the nickel oxide that is the roasted product is recovered together with the gas. It was. At this time, the fluid medium was also collected together with the nickel acid. The collection time was 0.6 to 20.0 minutes depending on the sample.
＜再供給＞
酸化ニッケルの回収を行った後、ガス流量を焙焼時の流量時に下げた。そして、実施例１〜７では、被焙焼物（原料）である水酸化ニッケルと、流動媒体の回収により流動焙焼炉内から減少したと考えられる量で新たに準備した流動媒体とを混合し、混合した状態で流動焙焼炉に再投入した。一方、比較例１では、被焙焼物である水酸化ニッケルのみを投入し、回収された分量の流動媒体の再投入は行わなかった。そして、実施例１〜７では、焙焼、回収、再投入をそれぞれ３回連続して行い、比較例１では、焙焼、回収をそれぞれ３回連続して行った。
<Resupply>
After recovering the nickel oxide, the gas flow rate was lowered to the flow rate during roasting. And in Examples 1-7, the nickel hydroxide which is to-be-roasted (raw material), and the fluid medium newly prepared in the quantity considered to have decreased from the fluid roasting furnace by collection | recovery of a fluid medium are mixed. In a mixed state, the mixture was re-introduced into a fluid roasting furnace. On the other hand, in Comparative Example 1, only nickel hydroxide, which is to be baked, was charged, and the recovered amount of fluid medium was not recharged. And in Examples 1-7, baking, collection | recovery, and re-introduction were each performed 3 times continuously, and in Comparative Example 1, roasting and collection | recovery were each performed 3 times continuously.
ここで、流動媒体の投入においては、予備試験に基づいて、回収される流動媒体の量をあらかじめ調べておき、その結果から推測される量を供給した。具体的には、初期に使用した流動媒体の量の０〜７０％の割合の量で供給した。なお、流動媒体を再投入しなかった比較例１が０％の割合となる。また、被焙焼物である水酸化ニッケルについては、初期供給量と同じ量を供給した。さらに、水酸化ニッケルと流動媒体とは、あらかじめ混合した状態で流動焙焼炉に再投入した。 Here, in introducing the fluid medium, the amount of the fluid medium to be recovered was examined in advance based on a preliminary test, and the amount estimated from the result was supplied. Specifically, it was supplied in an amount of 0 to 70% of the amount of the fluid medium used in the initial stage. In addition, the comparative example 1 which did not re-inject a fluid medium becomes a ratio of 0%. Moreover, about the nickel hydroxide which is to-be-roasted, the same quantity as the initial supply quantity was supplied. Furthermore, the nickel hydroxide and the fluid medium were re-introduced into the fluid roasting furnace in a premixed state.
なお、水酸化ニッケルと流動媒体とを流動焙焼炉に投入した後は、最初に焙焼、回収の処理を行ったときと同じ条件で処理した。 In addition, after throwing nickel hydroxide and a fluid medium into a fluid roasting furnace, it processed on the same conditions as the time of performing the process of baking and collection | recovery first.
＜評価＞
実施例、比較例のそれぞれの処理において、焙焼により得られた試料の回収率、回収物中における酸化ニッケルの含有量、及び、回収物中における硫黄の含有量について評価した。表１に、測定結果を示す。なお、評価方法は以下の通りである。
<Evaluation>
In each of the treatments of Examples and Comparative Examples, the recovery rate of the sample obtained by roasting, the content of nickel oxide in the recovered material, and the content of sulfur in the recovered material were evaluated. Table 1 shows the measurement results. The evaluation method is as follows.
［焙焼により得られた試料の回収率］
焙焼により得られた試料の回収率は、下記の（１）式により算出した。
回収率（％）＝３回分の回収した試料重量÷（３回分の投入したＮｉ（ＯＨ）２が全てＮｉＯになったときの重量−硫黄の含有量）×１００ ・・・（１）式
[Recovery rate of samples obtained by roasting]
The recovery rate of the sample obtained by roasting was calculated by the following equation (1).
Recovery rate (%) = sample weight collected for 3 times ÷ (weight when 3 times of charged Ni (OH) 2 becomes NiO—content of sulfur) × 100 (1)
［回収物中における酸化ニッケルの含有量の割合］
回収物中における酸化ニッケルの含有量の割合は、回収物中に含まれる酸化ニッケル（ＮｉＯ）と水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）２）の含有量をそれぞれ算出し、それぞれの含有量の合計値に対するＮｉＯ含有量の割合（重量％）として算出した。
[Ratio of nickel oxide content in the recovered material]
The ratio of the content of nickel oxide in the recovered material is calculated by calculating the content of nickel oxide (NiO) and nickel hydroxide (Ni (OH) 2 ) included in the recovered material, and the total value of the respective contents. It was calculated as the ratio (% by weight) of the NiO content relative to.
［回収物中における硫黄の含有量］
回収物中における硫黄の含有量は、硫黄分析装置（三菱化学株式会社製，型式：ＴＯＸ−１００）を用いて測定した。
[Sulfur content in recovered materials]
The sulfur content in the recovered material was measured using a sulfur analyzer (Mitsubishi Chemical Corporation, model: TOX-100).
表１に示すように、流動焙焼後、焙焼時に供給したガス（空気）の流量よりも多い流量でガスを供給して、焙焼物である酸化ニッケルと共に流動媒体も一緒に回収し、回収分に相当する量の流動媒体と原料である水酸化ニッケルとを混合した状態で再投入して連続的な焙焼を行った実施例１〜５では、回収率は全て９９％以上の高い値を示し、その回収物中における酸化ニッケルの含有割合も全て９９％以上でほとんどＮｉＯに焙焼できていることが分かる。また、ほとんどが酸化ニッケルである回収物中の硫黄の含有量も極めて少なく、硫黄品位が低い高品質な酸化ニッケルを得ることができた。なお、回収時間についても、長くても１４分程度であり、短時間で効率的に処理することができた。 As shown in Table 1, after fluid roasting, the gas is supplied at a flow rate higher than the flow rate of the gas (air) supplied at the time of roasting, and the fluid medium is also collected together with the nickel oxide that is the roasted product. In Examples 1 to 5, in which the amount of fluid medium corresponding to the minute and nickel hydroxide as a raw material were mixed and re-introduced and subjected to continuous roasting, the recovery rates were all 99% or higher. It can be seen that the content of nickel oxide in the recovered material is 99% or more, and it can be almost roasted to NiO. Moreover, the content of sulfur in the recovered material, which is mostly nickel oxide, was extremely small, and high-quality nickel oxide with low sulfur quality could be obtained. The recovery time was about 14 minutes at the longest, and it was possible to process efficiently in a short time.
一方、流動焙焼後、酸化ニッケルと共に流動焙焼も一緒に回収したものの、回収した流動媒体を再投入しなかった比較例１では、回収率が低くなり、その回収時間も２０分以上と長くなった。また、その回収物中における硫黄の含有量も実施例に比べて多くなった。 On the other hand, after fluid roasting, although fluid roasting was recovered together with nickel oxide, in Comparative Example 1 in which the recovered fluid medium was not re-introduced, the recovery rate was low and the recovery time was as long as 20 minutes or more. became. In addition, the sulfur content in the recovered product was increased compared to the examples.
１ 流動焙焼装置
１１ 炉本体
１１Ａ 炉本体上部
１１Ｂ 炉本体下部
１２ ガス導入管
１３ 回収サイクロン
１４ 原料投入管
１５ ヒーター
１６ ガス排気管
２１ 固定層
２２ 流動媒体層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
流動媒体として水酸化ニッケルの最小流動化速度と同程度の最小流動化速度を有するものを使用した流動焙焼炉を用いてガスを水酸化ニッケルと流動媒体との混合物の最小流動化速度以上、終末速度未満の流速で供給しながら前記水酸化ニッケルを焙焼し、該流動焙焼炉にて焙焼して得られる酸化ニッケルを回収する際に、焙焼時に供給するガス流量よりも多い流量のガスを供給して、焙焼に際して用いた流動媒体と共に該酸化ニッケルを回収し、
回収した流動媒体、又は、回収された流動媒体の量に相当する量で新たに準備した流動媒体を、原料である水酸化ニッケルと混合して再投入して、連続的に焙焼する
酸化ニッケルの製造方法。 A method for producing nickel oxide by roasting nickel hydroxide to produce nickel oxide,
More than the minimum fluidization rate of the mixture of nickel hydroxide and fluidized medium using a fluid roasting furnace using a fluidizing medium having a minimum fluidization rate comparable to the minimum fluidization rate of nickel hydroxide, When the nickel hydroxide is roasted while being supplied at a flow rate less than the terminal speed, and the nickel oxide obtained by roasting in the fluid roasting furnace is recovered, the flow rate is higher than the gas flow rate supplied during roasting And recovering the nickel oxide together with the fluid medium used for roasting,
The collected fluid medium or the fluid medium newly prepared in an amount corresponding to the amount of the collected fluid medium is mixed with nickel hydroxide as the raw material and re-introduced to continuously roast the nickel oxide Manufacturing method.
焙焼時に供給するガス流量の２．５倍を超える流量のガスを供給する
請求項１に記載の酸化ニッケルの製造方法。 When recovering the nickel oxide,
The method for producing nickel oxide according to claim 1, wherein a gas having a flow rate exceeding 2.5 times a gas flow rate to be supplied at the time of roasting is supplied.
０．５分以上１５．０分以下の時間をかけてガスを供給する
請求項１又は２に記載の酸化ニッケルの製造方法。 When recovering the nickel oxide,
The method for producing nickel oxide according to claim 1 or 2 , wherein the gas is supplied over a period of time ranging from 0.5 minutes to 15.0 minutes.
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の酸化ニッケルの製造方法。 Wherein the fluid medium to be recovered together with nickel oxide, to any one of claims 1 to 3, so that the amount ratio of 80% or less than 10% relative to the amount of the charged bed material during roasting The manufacturing method of the nickel oxide of description.
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の酸化ニッケルの製造方法。
The method for producing nickel oxide according to any one of claims 1 to 4 , wherein nickel oxide having a sulfur content of 80 ppm or less is produced.
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