JP7255272B2 - Nickel oxide ore smelting method, reduction furnace - Google Patents
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Description
本発明は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石を含む混合物を還元処理することによって製錬するニッケル酸化鉱石の製錬方法、及びその還元処理に使用する還元炉に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nickel oxide ore smelting method for smelting a mixture containing nickel oxide ore, which is a raw material ore, by reduction treatment, and a reducing furnace used for the reduction treatment.
リモナイトあるいはサプロライト等のニッケル酸化鉱石の製錬方法として、例えば移動炉床炉等の還元炉を使用してフェロニッケルを得る、いわゆる「乾式」と称される製錬方法が従来知られている。乾式製錬方法は、ニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤とを含む混合物を還元炉にて加熱、還元することによってメタルを得ることを特徴とする方法である。 As a method for smelting nickel oxide ore such as limonite or saprolite, a so-called "dry process" smelting method is conventionally known in which ferronickel is obtained using a reducing furnace such as a moving hearth furnace. The pyrometallurgical method is characterized by obtaining metal by heating and reducing a mixture containing nickel oxide ore and a carbonaceous reducing agent in a reducing furnace.
例えば、特許文献１には、酸化鉱石を含む原料を混合する混合処理工程と、得られた混合物を塊状化又は容器に充填する還元投入前処理工程と、還元投入前処理工程で得られた混合物を所定の還元温度で還元加熱する還元処理工程と、還元のより生成したメタルとスラグとを分離してメタルを回収する分離回収工程とを有する技術が開示されている。このような製錬技術により、ニッケルメタル化率と、メタル中のニッケル含有率とが高水準に両立され、且つばらつきの少ない高品質なフェロニッケルを製造することを可能にしつつ、高い生産性で効率的な製錬が可能となっている。
For example, in
ところが、近年、ニッケル品位の高い鉱石が益々入手し難くなっており、また金属価格が下落することがある等、事業環境は厳しさを増している。そのような事業環境においても、高品質なフェロニッケルを製造することが求められており、一方で、製錬コストを低く抑えるために、より一層に高水準な製錬技術の開発が求められている。 However, in recent years, it has become increasingly difficult to obtain ore with a high grade of nickel, and the business environment has become increasingly severe, such as the price of metals dropping. Even in such a business environment, the production of high-quality ferronickel is required, and on the other hand, in order to keep smelting costs low, the development of even higher-level smelting technology is required. there is
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、ニッケル酸化鉱石の製錬方法において、高品質なフェロニッケルを、より一層に低い製錬コストにて製造することができる製錬方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such circumstances, and in a method for smelting nickel oxide ore, smelting and refining that can produce high-quality ferronickel at a much lower smelting cost. The purpose is to provide a method.
本発明者は、還元処理の対象であるニッケル酸化鉱石を含む混合物と還元炉の炉床との反応やその反応により生じる炉床への融着が、製錬コストの上昇の要因のうちの所定の割合を占めることに鑑みて、炉床上に特定の床敷材を設けて処理することで、上述した課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventor believes that the reaction between the mixture containing the nickel oxide ore to be reduced and the hearth of the reduction furnace and the fusion to the hearth caused by the reaction are among the factors that increase the smelting cost. In view of the fact that the ratio of .
（１）本発明の第１の発明は、酸化ニッケルと酸化鉄とを含有するニッケル酸化鉱石と、炭素質還元剤と、を含む混合物を還元炉にて還元することによってフェロニッケルを製造するニッケル酸化鉱石の製錬方法であって、前記還元炉の炉床に、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上の床敷材を設け、該床敷材の上に前記混合物を載置して還元加熱処理を施す、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 nickel for producing ferronickel by reducing a mixture containing a nickel oxide ore containing nickel oxide and iron oxide and a carbonaceous reducing agent in a reducing furnace. In the method for smelting oxide ore, the hearth of the reducing furnace is provided with one or more bedding materials selected from insulating boards, insulating wool, and coal ash, and the mixture is placed on the bedding material. A nickel oxide ore smelting method in which a reduction heat treatment is performed by placing the ore.
（２）本発明の第２の発明は、第１の発明において、還元温度を１３００℃以上１４８０℃以下と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。 (2) A second aspect of the present invention is a method for smelting nickel oxide ore according to the first aspect, wherein reduction treatment is performed at a reduction temperature of 1300° C. or higher and 1480° C. or lower.
（３）本発明の第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記還元炉は、炉床が回転移動する回転移動炉床炉である、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。 (3) A third aspect of the present invention is the nickel oxide ore smelting method according to the first or second aspect, wherein the reducing furnace is a rotary moving hearth furnace in which the hearth rotates.
（４）本発明の第４の発明は、炉床に設けた床敷材上で被還元処理物に還元加熱処理を施す還元炉であって、炉床が回転移動する回転移動炉床炉であり、前記炉床を有して炉本体を構成する回転部と、前記回転部に前記被還元処理物を供給する供給部と、前記回転部にて還元処理が施されて得られる還元物を冷却して排出する冷却部と、を備えており、さらに、前記回転部の回転方向において前記冷却部よりも下流側の位置に該回転部に接続して設けられ、該回転部における前記炉床が動いている状態で、該炉床に設けられた前記床敷材の少なくとも一部を除去して排出する床敷材排出部と、前記回転部の回転方向において前記供給部よりも上流側の位置に該回転部に接続して設けられ、該回転部における前記炉床が動いている状態で、除去された部分の床敷材を補給する床敷材補給部と、を備える、還元炉である。 (4) A fourth aspect of the present invention is a reducing furnace in which a material to be reduced is subjected to a reduction heat treatment on a bedding material provided on the hearth, the rotating moving hearth furnace in which the hearth rotates and moves. a rotating part having the hearth and constituting a furnace main body; a supplying part for supplying the material to be reduced to the rotating part; and a reduced material obtained by reduction treatment in the rotating part. a cooling unit that cools and discharges the heat, and is connected to the rotating unit at a position downstream of the cooling unit in the rotating direction of the rotating unit, and the hearth in the rotating unit a bedding material discharger for removing and discharging at least part of the bedding material provided on the hearth while the hearth is moving; a bedding material replenishing unit provided at a position connected to the rotating part and replenishing the removed part of the bedding material while the hearth in the rotating part is moving be.
（５）本発明の第５の発明は、第４の発明において、前記炉床の上には、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上の床敷材が設けられるようになっている、還元炉である。 (5) A fifth aspect of the present invention is the fourth aspect, wherein the hearth is provided with one or more bedding materials selected from thermal insulation boards, thermal insulation wool, and coal ash. It is a reduction furnace.
（６）本発明の第６の発明は、第４又は第５の発明において、当該還元炉は、酸化ニッケルと酸化鉄とを含有するニッケル酸化鉱石と、炭素質還元剤と、を含む混合物を還元することによってフェロニッケルを製造するためのものである、還元炉である。 (6) A sixth aspect of the present invention is the fourth or fifth aspect, wherein the reducing furnace feeds a mixture containing a nickel oxide ore containing nickel oxide and iron oxide, and a carbonaceous reducing agent. A reduction furnace for producing ferronickel by reduction.
本発明によれば、ニッケル酸化鉱石の製錬方法において、高品質なフェロニッケルを、従来よりも製錬コストを抑えて製造することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, in a method for smelting nickel oxide ore, high-quality ferronickel can be produced at a lower smelting cost than before.
以下、本発明の具体的な実施形態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。 Specific embodiments of the present invention will be described in detail below. In addition, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications are possible without changing the gist of the present invention. Further, in this specification, the notation "X to Y" (X and Y are arbitrary numerical values) means "X or more and Y or less".
≪１．本発明の概要≫
本発明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炭素質還元剤とを混合して混合物とし、その混合物を還元加熱処理に付して還元物であるメタル（フェロニッケル）を製造する方法である。ニッケル酸化鉱石は、酸化ニッケル（ＮｉＯ）や酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を少なくとも含有するものである。このようなニッケル酸化鉱石を原料鉱石とし、炭素質還元剤と混合して加熱することで、混合物に含まれるニッケルを優先的に還元し、また鉄を部分的に還元して、鉄とニッケルの合金であるフェロニッケルを製造する。
≪1. Outline of the present invention>>
The nickel oxide ore smelting method according to the present invention comprises mixing a nickel oxide ore as a raw material ore with a carbonaceous reducing agent to form a mixture, subjecting the mixture to a reduction heat treatment to obtain a metal (ferro) which is a reduced product. nickel). Nickel oxide ore contains at least nickel oxide (NiO) and iron oxide (Fe 2 O 3 ). By using such a nickel oxide ore as a raw material ore, mixing it with a carbonaceous reducing agent and heating it, nickel contained in the mixture is preferentially reduced, iron is partially reduced, and iron and nickel are reduced. Manufactures ferronickel, an alloy.
具体的に、本発明に係るニッケル酸化鉱石の製錬方法（以下、単に「製錬方法」ともいう。）は、酸化ニッケルと酸化鉄とを含有するニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤とを含む混合物を還元炉にて還元するに際し、還元炉の炉床に、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上の床敷材を設け、その床敷材の上に混合物を載置して還元加熱処理を施すことを特徴としている。 Specifically, the nickel oxide ore smelting method according to the present invention (hereinafter also simply referred to as “smelting method”) includes nickel oxide ore containing nickel oxide and iron oxide and a carbonaceous reducing agent. When the mixture is reduced in the reducing furnace, the hearth of the reducing furnace is provided with one or more bedding materials selected from insulating boards, insulating wool, and coal ash, and the mixture is placed on the bedding material. It is characterized in that the reduction heat treatment is performed as follows.
詳しくは後述するが、本発明に係る製錬方法においては、還元炉として、炉床が回転移動する回転移動炉床炉を好適に用いることができる。 Although details will be described later, in the smelting method according to the present invention, a rotating moving hearth furnace in which the hearth rotates can be preferably used as the reducing furnace.
このような製錬方法によれば、炉床上に特定の種類からなる床敷材を設けてその床敷材に混合物を載置して還元加熱処理を施すようにしていることから、その混合物（特に、還元反応により生成するスラグ）と炉床との反応を抑えることができ、また、混合物に対する不安定な還元反応を抑えることもでき、ニッケル品位の高い高品質なフェロニッケルを、高い生産性でもって効率的に製造することができる。 According to such a smelting method, a bedding material of a specific type is provided on the hearth, and the mixture is placed on the bedding material and subjected to reduction heat treatment, so that the mixture ( In particular, the reaction between the slag generated by the reduction reaction and the hearth can be suppressed, and the unstable reduction reaction to the mixture can be suppressed, so that high-quality ferronickel with high nickel grade can be produced with high productivity. Therefore, it can be manufactured efficiently.
≪２．ニッケル酸化鉱石の製錬方法≫
本発明に係るニッケル酸化鉱石の製錬方法は、製錬原料であるニッケル酸化鉱石を炭素質還元剤等と混合、混練して混合物を作り、その混合物に対して還元処理を施すことによって、メタルであるフェロニッケルとスラグとを生成させる方法である。なお、メタルであるフェロニッケルは、還元処理を経て得られるメタルとスラグとを含む混合物から、そのメタルを分離することで回収することができる。
≪2. Nickel oxide ore smelting method>>
In the method for smelting nickel oxide ore according to the present invention, nickel oxide ore, which is a raw material for smelting, is mixed with a carbonaceous reducing agent or the like and kneaded to form a mixture, and the mixture is subjected to a reduction treatment to obtain metal. It is a method of producing ferronickel and slag. Ferronickel, which is a metal, can be recovered by separating the metal from a mixture containing the metal and slag obtained through reduction treatment.
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、ニッケル酸化鉱石の製錬方法は、ニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤等の材料とを混合して混合物とする混合処理工程Ｓ１と、混合物を塊状化する前処理工程Ｓ２と、所定の温度（還元温度）で混合物を還元する還元処理工程Ｓ３と、還元処理により生成したメタルとスラグとを含む混合物からメタルを分離回収する分離工程Ｓ４と、を有する。 FIG. 1 is a process chart showing an example of the flow of a method for smelting nickel oxide ore. As shown in FIG. 1, the method of smelting nickel oxide ore includes a mixing treatment step S1 of mixing nickel oxide ore and a material such as a carbonaceous reducing agent to form a mixture, and a pretreatment step S2 of agglomerating the mixture. , a reduction treatment step S3 for reducing the mixture at a predetermined temperature (reduction temperature), and a separation step S4 for separating and recovering the metal from the mixture containing the metal and slag produced by the reduction treatment.
＜２－１．混合処理工程＞
混合処理工程Ｓ１は、ニッケル酸化鉱石を含む原料粉末を混合して混合物を得る工程である。具体的に、混合処理工程Ｓ１では、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石と、炭素質還元剤と、さらに必要に応じて、鉄鉱石、フラックス成分、バインダー等の、例えば粒径が０．２ｍｍ～０．８ｍｍ程度の原料粉末とを所定の割合で混合して混合物を得る。
<2-1. Mixing process>
The mixing step S1 is a step of mixing raw material powders containing nickel oxide ore to obtain a mixture. Specifically, in the mixing treatment step S1, nickel oxide ore which is a raw material ore, a carbonaceous reducing agent, and, if necessary, iron ore, a flux component, a binder, etc., having a particle size of, for example, 0.2 mm to 0.2 mm A mixture is obtained by mixing raw material powder of about 0.8 mm in a predetermined ratio.
原料鉱石であるニッケル酸化鉱石としては、特に限定されないが、リモナイト鉱、サプロライト鉱等を用いることができる。なお、ニッケル酸化鉱石は、酸化ニッケル（ＮｉＯ）と、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）とを少なくとも含有する。 The nickel oxide ore, which is the raw material ore, is not particularly limited, but limonite ore, saprolite ore, and the like can be used. The nickel oxide ore contains at least nickel oxide (NiO) and iron oxide (Fe 2 O 3 ).
炭素質還元剤としては、特に限定されないが、例えば、石炭粉、コークス粉等が挙げられる。なお、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。 Examples of the carbonaceous reducing agent include, but are not particularly limited to, coal powder, coke powder, and the like. It is preferable that the carbonaceous reducing agent has the same particle size and particle size distribution as the nickel oxide ore, because it is easy to mix uniformly and the reduction reaction proceeds uniformly.
炭素質還元剤の混合量としては、ニッケル酸化鉱石を構成する酸化ニッケルの全量をニッケルメタル還元するのに必要な化学当量と、酸化鉄（酸化第二鉄）を金属鉄に還元するのに必要な化学当量との両者合計値（便宜的に「化学当量の合計値」ともいう）を１００質量％としたときに、好ましくは５質量％以上６０質量％以下の炭素量の割合、より好ましくは１０質量％以上４０質量％以下の炭素量の割合となるように調整する。このように、炭素質還元剤の混合量を、化学当量の合計値１００質量％に対して５質量％以上の割合とすることで、ニッケルの還元を効率的に進行させることができ生産性が向上する。一方で、化学当量の合計値１００質量％に対して６０質量％以下の割合とすることで、鉄の還元量を抑えて、ニッケル品位の低下を防ぎ、ニッケル品位の高い高品質なフェロニッケルを製造することができる。 The amount of the carbonaceous reducing agent to be mixed is the chemical equivalent required to reduce the total amount of nickel oxide that constitutes the nickel oxide ore to nickel metal, and the amount required to reduce iron oxide (ferric oxide) to metallic iron. When the total value of both chemical equivalents (also referred to as “total value of chemical equivalents” for convenience) is 100% by mass, the ratio of the carbon content is preferably 5% by mass or more and 60% by mass or less, more preferably The carbon content ratio is adjusted to 10% by mass or more and 40% by mass or less. In this way, by setting the mixing amount of the carbonaceous reducing agent to 5% by mass or more with respect to the total chemical equivalent of 100% by mass, the reduction of nickel can be efficiently advanced and productivity is improved. improves. On the other hand, by setting the ratio to 60% by mass or less with respect to the total value of chemical equivalents of 100% by mass, the amount of iron reduction is suppressed, the decrease in nickel grade is prevented, and high-quality ferronickel with high nickel grade is produced. can be manufactured.
また、任意成分の添加剤である鉄鉱石としては、例えば、鉄品位が５０％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。 As the iron ore, which is an optional additive, for example, iron ore having an iron grade of about 50% or more, hematite obtained by hydrometallurgical refining of nickel oxide ore, and the like can be used.
また、フラックス成分としては、例えば、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、二酸化珪素等を挙げることができる。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。 Examples of flux components include calcium oxide, calcium hydroxide, calcium carbonate, and silicon dioxide. Examples of binders include bentonite, polysaccharides, resins, water glass, and dehydrated cakes.
混合処理工程Ｓ１では、上述したようなニッケル酸化鉱石を含む原料粉末を均一に混合することによって混合物を得る。混合に際しては、混合性を高めるために混練を同時に行ってもよく、混合後に混練を行ってもよい。具体的に、混練は、例えば二軸混練機等を用いて行うことができ、混合物を混練することによってその混合物にせん断力を加え、炭素質還元剤や原料粉末等の凝集を解いて、均一に混合できるとともに、各々の粒子の接触面積を増やして密着性を高め、また空隙を減少させることができる。これにより、還元反応が起りやすくなるとともに均一に反応させることができ、還元反応の時間を短縮することができる。また、品質のばらつきを抑えることができる。そして、結果として、生産性の高い処理を施すことができ、高い品質のフェロニッケルを製造することができる。 In the mixing process step S1, a mixture is obtained by uniformly mixing raw material powders containing nickel oxide ore as described above. At the time of mixing, kneading may be carried out at the same time in order to improve mixability, or kneading may be carried out after mixing. Specifically, the kneading can be performed, for example, using a twin-screw kneader or the like, and by kneading the mixture, a shearing force is applied to the mixture to deaggregate the carbonaceous reducing agent, the raw material powder, etc., and uniform In addition, it is possible to increase the contact area of each particle to improve adhesion and reduce voids. As a result, the reduction reaction can be easily caused and the reaction can be performed uniformly, and the reduction reaction time can be shortened. In addition, it is possible to suppress variations in quality. As a result, a highly productive treatment can be performed, and high-quality ferronickel can be produced.
また、混練した後、押出機を用いて押出してもよい。このように押出機で押出すことによって、より一層高い混練効果を得ることができる。 Alternatively, after kneading, the mixture may be extruded using an extruder. By extruding with an extruder in this way, a higher kneading effect can be obtained.
なお、下記表１に、混合処理工程Ｓ１にて混合する、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石と、鉄鉱石の組成（質量％）の一例を示す。なお、原料の組成としては、これに限定されるものではない。 Table 1 below shows an example of the composition (% by mass) of nickel oxide ore and iron ore, which are raw material ores, mixed in the mixing step S1. In addition, the composition of the raw material is not limited to this.
＜２－２．前処理工程＞
前処理工程Ｓ２は、混合処理工程Ｓ１にて調製した混合物を、ペレット等の塊状物に塊状化する工程である。すなわち、前処理工程Ｓ２では、原料粉末を混合して得られた混合物を、後述する還元処理工程Ｓ３にて使用する還元炉に投入し易くし、また効率的に還元反応が生じるように成形する。
<2-2. Pretreatment process>
The pretreatment step S2 is a step of agglomerating the mixture prepared in the mixing treatment step S1 into lumps such as pellets. That is, in the pretreatment step S2, the mixture obtained by mixing the raw material powders is easily put into a reduction furnace used in the reduction treatment step S3 described later, and is shaped so that the reduction reaction occurs efficiently. .
混合物を塊状化して塊状物に形成（造粒）するにあたっては、混合物に対して塊状化に必要な所定量の水分を添加し、例えば塊状物製造装置（転動造粒機、圧縮成形機、押出成形機等、あるいはペレタイザーともいう）を用いて所定の形状のペレットに成形する。 In order to agglomerate the mixture and form agglomerates (granulation), a predetermined amount of water necessary for agglomeration is added to the mixture, for example, agglomerate manufacturing equipment (rolling granulator, compression molding machine, It is molded into pellets of a predetermined shape using an extruder or the like (also called a pelletizer).
混合物を成形して得られる塊状化物（ペレット）の形状としては、特に限定されず、例えば、直方体状、円柱状、球状等とすることができる。中でも、球状のペレットであることにより、還元反応が比較的均一に進み易くなり好ましい。また、次工程の還元処理工程Ｓ３での処理において、ペレットを積層させた状態で処理できることが好ましく、その点においても、ペレットが直方体状、円柱状、球状等であれば、還元炉内に積層させて載置させ易く、還元処理に供する処理量を多くすることができる。また、このように積層させて還元処理に供することで、一つのペレットを巨大化しなくても還元時の処理量を増やすことができるため、取り扱いが容易となり、また移動時等に崩れ落ちたりすることがなく、不良等の発生を抑えることができる。 The shape of the agglomerate (pellet) obtained by molding the mixture is not particularly limited, and may be, for example, a rectangular parallelepiped shape, a columnar shape, a spherical shape, or the like. Among them, spherical pellets are preferable because the reduction reaction proceeds relatively uniformly. In addition, in the treatment in the reduction treatment step S3 of the next step, it is preferable that the pellets can be treated in a stacked state. It is easy to place the substrate on the substrate, and the amount of the substrate to be subjected to the reduction treatment can be increased. In addition, by stacking pellets in this way and subjecting them to the reduction treatment, it is possible to increase the treatment amount at the time of reduction without enlarging one pellet. Therefore, the occurrence of defects can be suppressed.
ペレットの大きさとしては、特に限定されないが、例えば、次工程の還元処理工程Ｓ３における乾燥処理（乾燥工程Ｓ３１）、予熱処理（予熱工程Ｓ３２）を経て、還元処理（還元工程Ｓ３３）を行うために使用する還元炉に装入されるペレットの大きさ（球状のペレットの場合には直径）で、１０ｍｍ～３０ｍｍ程度となるようにする。 The size of the pellet is not particularly limited. The size of the pellets (in the case of spherical pellets, the diameter) to be charged into the reducing furnace used in (1) should be about 10 mm to 30 mm.
ペレットの体積としては、特に限定されないが、８０００ｍｍ３以上であることが好ましい。ペレットの体積が小さすぎると、成形コストが高くなり、還元炉に投入するのに手間がかかる。また、ペレットの体積が小さいと、ペレット全体に占める表面積の割合が大きくなるため、ペレットの表面と内部での還元度の差が現れやすくなり、均一に還元を進めることが困難になる可能性があり、高品質のフェロニッケルを製造することが難しくなる。一方で、混合物からなるペレットの体積が８０００ｍｍ３以上であれば、成形コストを有効に抑えることができ、取り扱いも容易となる。また、高品質のフェルニッケルを安定的に得ることができる。 Although the volume of the pellet is not particularly limited, it is preferably 8000 mm 3 or more. If the volume of the pellets is too small, the molding cost will be high and it will be troublesome to put them into the reducing furnace. In addition, if the volume of the pellet is small, the ratio of the surface area to the entire pellet is large, so the difference in the degree of reduction between the surface and the inside of the pellet tends to appear, and it may be difficult to proceed with the reduction uniformly. This makes it difficult to produce high-quality ferronickel. On the other hand, if the volume of the pellets made of the mixture is 8000 mm 3 or more, molding costs can be effectively suppressed and handling becomes easy. In addition, high-quality ferrnickel can be stably obtained.
＜２－３．還元処理工程＞
還元処理工程Ｓ３では、塊状化した混合物を、所定の還元温度で還元加熱処理する。還元処理工程Ｓ３における混合物の還元加熱処理により、混合物中において製錬反応が進行して、メタルとスラグとが生成する。なお、混合物は、還元加熱処理が施される対象であるため、「被還元処理物」ともいう。
<2-3. Reduction treatment process>
In the reduction treatment step S3, the agglomerated mixture is subjected to reduction heat treatment at a predetermined reduction temperature. By the reduction heat treatment of the mixture in the reduction treatment step S3, a smelting reaction proceeds in the mixture to produce metal and slag. Note that the mixture is also referred to as a "substance to be reduced" because it is the object to be subjected to the reduction heat treatment.
図２は、還元処理工程Ｓ３にて実行する処理工程を示す工程図である。図２に示すように、還元処理工程Ｓ３は、混合物を乾燥する乾燥工程Ｓ３１と、乾燥させた混合物を予熱する予熱工程Ｓ３２と、予熱後の混合物を還元する還元工程Ｓ３３と、得られた還元物を冷却する冷却工程Ｓ３５と、を有する。また、好ましくは、還元工程Ｓ３３を経て得られた還元物を所定の温度範囲に保持する温度保持工程Ｓ３４を有する。 FIG. 2 is a process diagram showing the treatment process performed in the reduction treatment process S3. As shown in FIG. 2, the reduction treatment step S3 includes a drying step S31 for drying the mixture, a preheating step S32 for preheating the dried mixture, a reduction step S33 for reducing the preheated mixture, and a reduction step S33 for reducing the preheated mixture. and a cooling step S35 for cooling the object. Further, preferably, a temperature holding step S34 is provided for holding the reduced product obtained through the reduction step S33 within a predetermined temperature range.
ここで、少なくとも還元工程Ｓ３３における処理は、炉床が回転移動する回転移動炉床炉を用いて行われ、例えば、還元温度を１２００℃以上１５００℃以下、好ましくは１３００℃以上１４８０℃以下として、還元処理が施される。さらに、還元処理により得られる還元物を所定の温度範囲に保持する温度保持工程Ｓ３４を実行する場合には、少なくとも、還元工程Ｓ３３における処理と温度保持工程Ｓ３４における処理とを回転移動炉床炉にて実行する。 Here, at least the treatment in the reduction step S33 is performed using a rotary moving hearth furnace in which the hearth rotates. Reduction treatment is applied. Furthermore, when the temperature holding step S34 for holding the reduced product obtained by the reduction treatment within a predetermined temperature range is performed, at least the treatment in the reduction step S33 and the treatment in the temperature holding step S34 are carried out in the rotating moving hearth furnace. to run.
このように、これらの処理を同一の回転移動炉床炉の回転部内にて行うことによって、その回転移動炉床炉内の温度を高い温度で維持することができるため、それぞれの工程における処理の都度、温度を上げたり下げたりする等の必要が無くなり、エネルギーコストを大幅に低減することができる。また、回転移動炉床炉を用いた処理によれば、温度の制御や管理が容易になる。これらのことから、高い生産性でもってより効率的に、高品質なフェロニッケルを連続して安定的に製造することができる。 In this way, by performing these treatments in the same rotating part of the rotary moving hearth furnace, the temperature inside the rotary moving hearth furnace can be maintained at a high temperature. There is no need to raise or lower the temperature each time, and energy costs can be greatly reduced. In addition, temperature control and management are facilitated by processing using a rotary moving hearth furnace. For these reasons, it is possible to continuously and stably produce high-quality ferronickel with high productivity and more efficiency.
ここで、本発明に係る製錬方法では、還元処理工程Ｓ３において、還元炉の炉床に、特定の床敷材を設け、その床敷材の上に混合物を載置して還元処理を施すことを特徴としている。具体的に、その床敷材としては、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上である。このようにして還元処理を施すことで、混合物が還元炉の炉床と反応することなく、また床敷材との反応も抑制することができ、ニッケル品位の高い高品質なフェロニッケルを、より一層に製錬コストを低く抑えながら製造することができる。なお、より詳細には後で説明する。 Here, in the smelting method according to the present invention, in the reduction treatment step S3, a specific bedding material is provided on the hearth of the reducing furnace, and the mixture is placed on the bedding material and subjected to reduction treatment. It is characterized by Specifically, the flooring material is one or more selected from insulating boards, insulating wool, and coal ash. By performing the reduction treatment in this way, the mixture does not react with the hearth of the reducing furnace, and the reaction with the bedding material can be suppressed, so that high-quality ferronickel with high nickel grade can be obtained. It can be produced while keeping the smelting cost low. A more detailed description will be given later.
［還元処理工程における各工程について］
以下に、還元処理工程Ｓ３における各工程（乾燥工程Ｓ３１、予熱工程Ｓ３２と、還元工程Ｓ３３と、温度保持工程Ｓ３４、冷却工程Ｓ３５）について説明する。なお、還元炉として炉床が回転移動する回転移動炉床炉を用いる場合を例に挙げて説明する。
[Regarding each step in the reduction treatment step]
Below, each process (drying process S31, preheating process S32, reduction process S33, temperature holding process S34, cooling process S35) in reduction treatment process S3 is demonstrated. The case of using a rotary moving hearth furnace in which the hearth rotates as the reducing furnace will be described as an example.
（１）乾燥工程
乾燥工程Ｓ３１では、原料粉末を混合し塊状化した混合物に対して乾燥処理を施す。乾燥工程Ｓ３１での乾燥処理は、主に混合物中の水分や結晶水を飛ばすことを目的とする。
(1) Drying Step In the drying step S31, the mixture obtained by mixing the raw material powders and agglomerating them is subjected to a drying process. The purpose of the drying process in the drying step S31 is mainly to remove moisture and water of crystallization in the mixture.
混合物には水分等が多く含まれており、そのような状態で高温の還元温度まで急加熱すると、水分が一気に気化、膨張し、塊状化した混合物が割れたり、場合によって破裂して粉々になってしまい、均一な還元処理を行うことが困難になることがある。そのため、還元処理を行うに先立ち、混合物に対する乾燥処理を施して水分を除去するようにし、ペレット等の破壊を防止する。 The mixture contains a large amount of water, etc., and if it is rapidly heated to a high reduction temperature in such a state, the water will evaporate and expand at once, and the agglomerated mixture will crack or, in some cases, burst into pieces. It may become difficult to perform a uniform reduction treatment. Therefore, prior to reduction treatment, the mixture is dried to remove moisture, thereby preventing destruction of pellets and the like.
乾燥処理は、還元炉として用いる回転移動炉床炉の回転部の外に接続される処理室内で行われることが好ましい。回転移動炉床炉の内部において乾燥処理を施すエリア（例えば乾燥エリア）を設けて実施することも考えられるが、そのような場合、乾燥エリアでの乾燥処理が律速となって、還元工程Ｓ３３における処理や温度保持工程Ｓ３４における処理に影響を与える可能性がある。したがって、乾燥工程Ｓ３１における乾燥処理は、回転移動炉床炉の回転部外に接続して設けられる乾燥室にて行われることが好ましい。 The drying treatment is preferably carried out in a treatment chamber connected to the outside of the rotating part of the rotary moving hearth furnace used as the reducing furnace. It is also conceivable to provide an area (for example, a drying area) where the drying process is performed inside the rotary moving hearth furnace, but in such a case, the drying process in the drying area becomes rate-limiting, and the reduction step S33 There is a possibility of affecting the processing and the processing in the temperature holding step S34. Therefore, the drying process in the drying step S31 is preferably performed in a drying chamber connected to the outside of the rotating part of the rotary moving hearth furnace.
なお、詳しくは後述するが、図３に、回転移動炉床炉１と、その回転移動炉床炉１の回転部１０外に接続された乾燥室２０の構成例を示す。このように、回転移動炉床炉１の回転部１０外に乾燥室２０を設けることで、後述する予熱、還元、冷却といった工程とは全く別に乾燥室を設計でき、望ましい乾燥処理、予熱処理、還元処理、冷却処理をそれぞれ実行し易くなる。例えば、原料に依存して混合物に水分が多く残存するような場合には、乾燥処理に時間がかかるため、乾燥室２０の全長を長めに設計すればよく、または乾燥室２０内での混合物の搬送速度が遅くなるように設計すればよい。
Although the details will be described later, FIG. 3 shows a configuration example of the rotary moving
乾燥室２０における乾燥処理としては、例えば、混合物中の固形分が７０質量％程度、水分が３０質量％程度となるように処理することができる。また、乾燥方法については、特に限定されないが、乾燥室２０において搬送されてきた混合物に対し熱風を吹き付けることによって行うことができる。また、乾燥温度についても、特に限定されないが、還元反応が始まらないようにする観点から、５００℃以下とすることが好ましく、かつその５００℃以下の温度で均一に乾燥することが好ましい。
As the drying treatment in the drying
ここで、図３に一例を示す回転移動炉床炉１における乾燥室２０は、上述したように混合物に対して乾燥処理を行う乾燥処理室であるとともに、回転移動炉床炉１の回転部１０の領域に混合物（被還元処理物）を供給する供給部としての役割も果たす。
Here, the drying
なお、下記表２に、乾燥処理後の混合物における固形分の組成（質量部）の一例を示す。なお、混合物の組成としては、これに限定されるものではない。 Table 2 below shows an example of the solid content composition (parts by mass) in the mixture after drying. However, the composition of the mixture is not limited to this.
（２）予熱工程
予熱工程Ｓ３２では、乾燥工程Ｓ３１での乾燥処理により水分を除去した後の混合物を予熱（予備加熱）する。
(2) Preheating Step In the preheating step S32, the mixture from which moisture has been removed by the drying treatment in the drying step S31 is preheated (preheated).
混合物を回転移動炉床炉に装入した後すぐに高温の還元温度にまで温度を上げてしまうと、熱応力によって混合物が割れたり、粉状になってしまうことがある。また、混合物の温度が均一に上がらず、還元反応にばらつきが生じ、生成するメタルの品質がばらつくことがある。そのため、混合物に対して乾燥処理を施した後に、所定の温度にまで予熱することが好ましく、これにより混合物の破壊や還元反応のばらつきを抑えることができる。 If the mixture is brought to the high reduction temperature immediately after being charged into the rotary moving hearth furnace, thermal stress can cause the mixture to crack or pulverize. In addition, the temperature of the mixture does not rise uniformly, causing variation in the reduction reaction, and the quality of the produced metal may vary. Therefore, it is preferable to preheat the mixture to a predetermined temperature after drying the mixture.
予熱処理は、還元工程Ｓ３３における還元処理を実行する回転移動炉床炉内（回転移動炉床炉の回転部内）にて行われることが好ましく、回転部内の回転移動する炉床において分割された処理室の一つを予熱室として行われるようにすることが好ましい。図３に、回転移動炉床炉１の構成例を示すが、回転部外に接続された乾燥室２０（被還元処理物の供給部）から続く箇所であって、供給された混合物（被還元処理物）が回転移動炉床炉１の回転部１０内に装入される最初の処理室を予熱室１０ａとして構成することができる。
The preheating is preferably performed in a rotating moving hearth furnace (inside the rotating part of the rotating moving hearth furnace) that performs the reduction treatment in the reduction step S33, and the divided treatment is performed in the rotating hearth in the rotating part. Preferably, one of the chambers is implemented as a preheat chamber. FIG. 3 shows an example of the configuration of the rotary moving
予熱室１０ａにおける予熱処理としては、特に限定されないが、予熱温度を６００℃以上として行うことが好ましく、予熱温度を７００℃以上１２８０℃以下として行うことがより好ましい。このような範囲の予熱温度で処理することによって、続く還元処理における還元温度まで再加熱する際に必要なエネルギーを大幅に削減することができる。
Preheating in the preheating
なお、予熱処理は、上述した乾燥処理と同様に、回転移動炉床炉の回転部外に設けられた処理室（予熱室）にて行われるようにしてもよい。その場合、予熱室は、回転移動炉床炉の回転部外に、乾燥処理を行う乾燥室と連続的に設けられるように構成できる。 Note that the preheating may be performed in a processing chamber (preheating chamber) provided outside the rotating portion of the rotary moving hearth furnace, similarly to the drying treatment described above. In that case, the preheating chamber can be configured so as to be provided continuously with the drying chamber in which the drying process is performed, outside the rotating part of the rotary moving hearth furnace.
（３）還元工程
（３－１）還元加熱処理について
還元工程Ｓ３３では、予熱処理が施された混合物（被還元処理物）を所定の還元温度で還元加熱処理する。この還元加熱処理により、混合物中のニッケル酸化鉱石に含まれる酸化ニッケルは優先的に可能な限り１００％還元し、一方で酸化鉄はその一部のみ還元（部分還元）して、目的とする品位のフェロニッケルを生成させる。
(3) Reduction Step (3-1) Reduction Heat Treatment In the reduction step S33, the preheated mixture (substance to be reduced) is subjected to reduction heat treatment at a predetermined reduction temperature. By this reduction heat treatment, the nickel oxide contained in the nickel oxide ore in the mixture is preferentially reduced by 100% as much as possible, while the iron oxide is partially reduced (partially reduced) to achieve the desired grade. of ferronickel.
具体的に、還元加熱処理は、炉床が回転移動する回転移動炉床炉内（回転移動炉床炉の回転部内）にて行う。このように、回転移動炉床炉を用いて還元処理を行うことにより、炉内の温度を高い温度範囲に維持することができ、温度を上げたり下げたりする必要がなく、エネルギーコストを大幅に低減することができる。また、温度の制御や管理が容易となり、高い品質のフェロニッケルを安定的に生産することができる。 Specifically, the reduction heat treatment is performed in a rotary moving hearth furnace (inside the rotating part of the rotary moving hearth furnace) in which the hearth rotates. In this way, by performing reduction treatment using a rotary moving hearth furnace, the temperature in the furnace can be maintained in a high temperature range, and there is no need to raise or lower the temperature, which greatly reduces energy costs. can be reduced. In addition, the temperature can be easily controlled and managed, and high-quality ferronickel can be stably produced.
図３に、回転移動炉床炉の構成の一例を示す。図３に示すように、回転移動炉床炉１は、炉床１０Ｆを有して炉の本体を構成する回転部１０と、回転部１０に接続して設けられている回転部外処理室１１と、から構成されている。回転部１０は、その炉床１０Ｆが回転移動する領域となっており、内部が４つに分割されてそれぞれで処理室（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）を構成している。なお、回転移動炉床炉１の回転部１０において、還元処理を施す処理室を「還元室」とも称する。
FIG. 3 shows an example of the configuration of a rotary moving hearth furnace. As shown in FIG. 3, the rotating moving
回転移動炉床炉を使用した還元加熱処理においては、混合物に含まれるニッケルを優先的にかつ可能な限り完全に還元し、一方で、その混合物に含まれる鉄は一部だけ還元して、目的とするニッケル品位のフェロニッケルが得られようにすることが好ましい。 In a reduction heat treatment using a rotary moving hearth furnace, the nickel contained in the mixture is preferentially and as completely reduced as possible, while the iron contained in the mixture is only partially reduced to achieve the desired It is preferable to obtain ferronickel with a nickel grade of .
具体的に、還元温度としては、特に限定されないが、例えば１２００℃以上１５００℃以下の範囲とし、好ましくは１３００℃以上１４８０℃以下の範囲とする。このような１２００℃以上１５００℃以下の範囲で還元することで、均一に還元反応を生じさせることができ、品質のばらつきを抑制したメタル（フェロニッケルメタル）を生成させることができる。また、好ましくは１３００℃以上１４８０℃以下の還元温度で還元することで、比較的短時間で所望の還元反応を生じさせることができる。 Specifically, the reduction temperature is not particularly limited, but is, for example, in the range of 1200° C. or higher and 1500° C. or lower, preferably in the range of 1300° C. or higher and 1480° C. or lower. By performing the reduction in the range of 1200° C. or higher and 1500° C. or lower, a uniform reduction reaction can be generated, and a metal (ferronickel metal) can be produced with suppressed variations in quality. Moreover, the desired reduction reaction can be caused in a relatively short time by reducing at a reduction temperature of preferably 1300° C. or more and 1480° C. or less.
還元加熱処理に際しては、上述した範囲の還元温度になるまで回転移動炉床炉１の回転部１０における還元室１０ｂの内部温度を上昇させ、昇温後にその温度を維持する。
During the reduction heat treatment, the internal temperature of the
（３－２）炉床に設ける床敷材について
本発明に係る製錬方法では、還元工程Ｓ３３での還元加熱処理において、還元炉の炉床に、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上の床敷材を設け、その床敷材の上に被還元処理物である混合物を載置して還元加熱処理を施す。
(3-2) Bedding material provided on the hearth In the smelting method according to the present invention, in the reduction heat treatment in the reduction step S33, the heat insulation board, heat insulation wool, and coal ash are selected for the hearth of the reduction furnace. A mixture, which is a material to be reduced, is placed on the bedding material and subjected to reduction heat treatment.
ここで、還元加熱処理での温度（還元温度）を１３００℃以上とすると、還元反応は効率的に進行するようになるものの、その還元反応により生成する還元物と、混合物を載置した炉床と、が直接的に反応してしまうことがあり、結果としてその炉床を短時間で損傷させる。またそれだけではなく、得られる還元物に炉床の成分が混入し、フェロニッケルの品質を低下させる恐れが高まる。 Here, when the temperature (reduction temperature) in the reduction heat treatment is set to 1300° C. or higher, the reduction reaction proceeds efficiently, but the reduced product produced by the reduction reaction and the hearth on which the mixture is placed and can react directly, resulting in rapid damage to the hearth. In addition to this, there is an increased possibility that the components of the hearth will be mixed in with the resulting reduced product, resulting in deterioration of the quality of ferronickel.
このことから、還元加熱処理では、還元炉の炉床に床敷材を設けるようにし、その床敷材の上に混合物を載置して処理することが好ましい。これにより、得られる還元物と炉床との直接的な接触を防ぎ、互いに反応することで生じる融着や炉床の損傷を抑制することができる。 For this reason, in the reduction heat treatment, it is preferable to provide a bedding material on the hearth of the reducing furnace and place the mixture on the bedding material. As a result, direct contact between the resulting reduced product and the hearth can be prevented, and fusion and damage to the hearth due to mutual reaction can be suppressed.
さて、そのような床敷材としては、融着や炉床の損傷等を抑制する観点からすると、得られる還元物と炉床との接触を防ぐことができるものであればよいが、意外にも、種々ある材質のなかでも特定の材質からなる床敷材を用いることで、フェロニッケルの品質に影響を与えることなく、ニッケル品位の高い高品質なフェロニッケルを安定的に、しかもコストを低減しながら製造できることを、本発明者は見出した。 From the viewpoint of suppressing fusion and damage to the hearth, such a bedding material may be any material as long as it can prevent contact between the resulting reduced product and the hearth. However, by using a flooring material made of a specific material among various materials, it is possible to stably produce high-quality ferronickel with high nickel grade and reduce costs without affecting the quality of ferronickel. The inventors have found that it can be manufactured while
具体的に、本発明に係る製錬方法では、床敷材として、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上を用いることを特徴としている。 Specifically, the smelting method according to the present invention is characterized by using one or more selected from insulating boards, insulating wool, and coal ash as the bedding material.
床敷材として、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上を用いることで高品質なフェロニッケルを安定的に製造できるメカニズムとして、これらの床敷材と、被還元処理物である混合物や還元反応により生成するスラグとの反応性が低いことによると考えられる。例えば、１３００℃以上の高い還元温度で処理すると、鉄の還元が促進されやすくなるが、反応性が低いこれら材質からなる床敷材を使用することで、混合物中の鉄がニッケルに対して過剰に還元されたり、スラグの粘性が上昇して還元物内のメタルの粗大化を妨げたりする等の、不安定な還元反応を有効に抑えることができる。そしてこれにより、各工程で定める製錬条件に応じた品質の良好なフェロニッケルを製造することができ、その各工程の製錬条件を好適に定めることによって、高品質なフェロニッケルを安定的に製造することが可能となる。 As a mechanism for stably producing high-quality ferronickel by using one or more selected from insulation board, insulation wool, and coal ash as the flooring material, these flooring materials and the material to be reduced are used. This may be due to low reactivity with certain mixtures and slag produced by reduction reactions. For example, treatment at a high reduction temperature of 1300 ° C. or higher facilitates the reduction of iron, but by using flooring materials made of these materials with low reactivity, iron in the mixture is excessive relative to nickel. It is possible to effectively suppress an unstable reduction reaction such as reduction to , or an increase in the viscosity of the slag to prevent coarsening of the metal in the reduced product. As a result, it is possible to produce ferronickel of good quality according to the smelting conditions determined in each step, and by appropriately determining the smelting conditions of each step, it is possible to stably produce high-quality ferronickel. It becomes possible to manufacture.
しかも、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰は、安価なものである。また、いわゆる消耗型の素材であるため、例えば、使用に伴って経時的に劣化損傷した箇所とその周辺の箇所の除去を比較的に簡易に行うことができ、またその除去した部分を補給することで、床敷材の全部を交換することなく、その機能を効果的に維持することができる。これにより、床敷材の交換に伴う設備停止ロスの発生を抑えることができ、設備を停止させずに簡易に床敷材の補給を行うことで、再使用できる回数を大幅に増やすことができる。 Moreover, insulation boards, insulation wool, and coal ash are inexpensive. In addition, since it is a so-called consumable material, for example, it is possible to relatively easily remove a portion that has been deteriorated and damaged with the passage of time and the surrounding portion, and the removed portion can be replenished. By doing so, the function can be effectively maintained without replacing the entire floor covering. As a result, it is possible to suppress the occurrence of equipment stoppage loss due to replacement of the flooring material, and by simply replenishing the flooring material without stopping the equipment, it is possible to greatly increase the number of times it can be reused. .
このように、還元炉の炉床に上述した床敷材を設け、その床敷材の上に混合物を載置して還元加熱処理を施すことによって、高品質のフェロニッケルを製造しつつ、より一層コストを低く抑えた製錬を行うことができる。 In this way, by providing the above-described bedding material on the hearth of the reducing furnace, placing the mixture on the bedding material, and performing the reduction heat treatment, while manufacturing high-quality ferronickel, Smelting can be performed at a much lower cost.
断熱ボードとしては、例えば、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、珪酸質粉末、消石灰、セラミックファイバー等を主原料として板状に成型したものを用いることができる。 As the heat-insulating board, for example, a board made of alumina, magnesia, zirconia, silicic powder, hydrated lime, ceramic fiber, or the like, and formed into a plate shape can be used.
断熱ウールとしては、例えば、セラミックファイバーやガラス繊維を繊維化してウール状にしたものを用いることができる。 As the heat-insulating wool, for example, ceramic fiber or glass fiber fiberized into wool can be used.
石炭灰としては、例えば発電所から入手できるものを用いることができる。 As coal ash, for example, those available from power plants can be used.
また、これらの材料については、還元物との接触面積をできるだけ小さくなるように、あるいは嵩密度をできるだけ小さくなるように予め調製して用いてもよい。 Further, these materials may be prepared in advance so that the contact area with the reduced product is as small as possible, or the bulk density is as small as possible.
（４）温度保持工程
必須の態様ではないが、還元工程Ｓ３３を経て得られた還元物を、回転移動炉床炉内で所定の高い温度条件で保持する温度保持処理を行うようにしてもよい（温度保持工程Ｓ３４）。このように、還元工程Ｓ３３における所定の還元温度での還元加熱処理により得られた還元物を、すぐに冷却するのではなく、高温の雰囲気で保持することによって、還元物中において生成したメタル成分を沈降させて粗大化させることができる。
(4) Temperature holding step Although not an essential aspect, a temperature holding process may be performed in which the reduced product obtained through the reduction step S33 is held under a predetermined high temperature condition in the rotary moving hearth furnace. (Temperature holding step S34). In this way, the reduced product obtained by the reduction heat treatment at the predetermined reduction temperature in the reduction step S33 is not immediately cooled, but held in a high-temperature atmosphere, whereby the metal components generated in the reduced product can be allowed to settle and coarsen.
還元加熱処理して得られた状態において還元物中のメタル成分が小さい場合、例えば２００μｍ以下程度のバルク状のメタルであった場合には、その後の分離工程Ｓ４にてメタルとスラグとを分離することが困難になってしまう。そのため、必要に応じて、還元反応が終わった後も引き続き一定時間に亘って還元物を高温保持することによって、還元物中のスラグよりも比重の大きいメタルを沈降、凝集させて、メタルを粗大化させる。 When the metal component in the reduced product obtained by the reduction heat treatment is small, for example, when the metal is bulk metal of about 200 μm or less, the metal and slag are separated in the subsequent separation step S4. becomes difficult. Therefore, if necessary, the reduced product is kept at a high temperature for a certain period of time after the reduction reaction is finished, so that the metal in the reduced product, which has a higher specific gravity than the slag, is precipitated and aggregated, and the metal is coarsened. make it
なお、還元工程Ｓ３３における還元加熱処理により、製造上問題ないレベルまでメタルが粗大化している場合には、特に温度保持工程Ｓ３４を設けることを必要としない。 In addition, when the metal is coarsened to a level that causes no problem in manufacturing by the reduction heat treatment in the reduction step S33, it is not particularly necessary to provide the temperature holding step S34.
具体的に、温度保持工程Ｓ３４における還元物の保持温度としては、例えば、１３００℃以上１５００℃以下の高温範囲とすることが好ましい。このような範囲で還元物を高温保持することによって、還元物中のメタル成分を効率よく沈降させて粗大なメタルとすることができる。なお、保持温度が１３００℃未満であると、還元物の多くの部分が固相となるため、メタル成分が沈降しないか、沈降した場合であっても時間を要してしまい好ましくない。一方で、保持温度が１５００℃を超えると、昇温するエネルギーコストが上昇し、効率的な処理を行うことができなくなる。 Specifically, the holding temperature of the reduced product in the temperature holding step S34 is preferably in a high temperature range of, for example, 1300° C. or higher and 1500° C. or lower. By keeping the reduced product at a high temperature within such a range, the metal component in the reduced product can be efficiently precipitated to form coarse metal. If the holding temperature is lower than 1300° C., most of the reduced product will be in a solid phase, and the metal components will not settle, or even if they do settle, it will take time, which is not preferable. On the other hand, if the holding temperature exceeds 1500° C., the energy cost for raising the temperature increases, making it impossible to perform efficient treatment.
温度保持工程Ｓ３４における処理は、還元加熱処理で使用する回転移動炉床炉内において、その還元加熱処理に続いて連続的に行うようにする。すなわち、図３に示すように、回転移動炉床炉１において、処理室１０ａを予熱室とし、処理室１０ｂを還元室とし、処理室１０ｃを温度保持工程Ｓ３４における処理を行う温度保持室として、還元室１０ｂを通過して得られた還元物を温度保持室（１０ｃ）にて所定の温度範囲に保持させる。
The treatment in the temperature holding step S34 is performed continuously after the reduction heat treatment in the rotary moving hearth furnace used for the reduction heat treatment. That is, as shown in FIG. 3, in the rotary moving
このように、還元処理を経て得られた還元物を所定の温度に保持する処理を、回転移動炉床炉を用いて連続的に行うことによって、生成した還元物中のメタル成分を効率的に沈降させて粗大化させることができる。しかも、還元工程Ｓ３３における処理と、温度保持工程Ｓ３４における処理とを別々の炉ではなく、同一の回転移動炉床炉を用いて連続的に行うことで、各処理間におけるヒートロスを低減して効率的な操業を可能にする。 In this way, the process of maintaining the reduced product obtained through the reduction treatment at a predetermined temperature is continuously performed using the rotating moving hearth furnace, so that the metal component in the produced reduced product can be efficiently removed. It can be allowed to settle and coarsen. Moreover, the treatment in the reduction step S33 and the treatment in the temperature holding step S34 are performed continuously using the same rotary moving hearth furnace instead of separate furnaces, thereby reducing heat loss between each treatment and improving efficiency. enable efficient operation.
（５）冷却工程
冷却工程Ｓ３５では、還元工程Ｓ３３を経て得られた還元物、または温度保持工程Ｓ３４にて所定の時間に亘り高温保持した後の還元物を、続く分離工程Ｓ４にて分離回収できる温度まで冷却する。
(5) Cooling Step In the cooling step S35, the reduced product obtained through the reducing step S33 or the reduced product after being held at a high temperature for a predetermined time in the temperature holding step S34 is separated and recovered in the subsequent separation step S4. Cool to temperature.
還元物に対する冷却処理は、２段階に分けて段階的に処理するようにすることができる。例えば、１段階目の冷却処理を、還元工程における還元処理等を実行した回転移動炉床炉の回転部内にて行い、２段階目の冷却処理を、その回転移動炉床炉の回転部外にて行うようにすることができる。 The cooling treatment for the reduced product can be divided into two stages and processed stepwise. For example, the first-stage cooling process is performed inside the rotating part of the rotary moving hearth furnace that has performed the reduction process, etc. in the reduction process, and the second-stage cooling process is performed outside the rotating part of the rotating moving hearth furnace. can be made to do so.
具体的には、図３に示すように、回転移動炉床炉１の回転部１０における処理室１０ｄを１段階目の冷却室（第１の冷却室）とし、第１の冷却室（１０ｄ）にて、還元加熱処理を経た還元物、あるいは還元物を所定の温度に保持した後の還元物に対する１段階目の冷却処理を実行する。また、回転移動炉床炉１の回転部１０の外部に、処理室１０ｄに連続して接続された２段階目の冷却室（第２の冷却室）３０にて、１段階目の冷却処理が行われた後の還元物に対する２段階目の冷却処理を実行する。
Specifically, as shown in FIG. 3, the
冷却工程Ｓ３５における温度（以下、「回収時温度」ともいう）は、還元物が実質的に固体として扱える温度であって、可能な限り高い温度であることが好ましい。この点において、２段階に分けて冷却処理を行うことで、段階的に徐々に冷却することが可能となり、１段階目の冷却処理の温度、すなわち回転部１０内の第１の冷却室１０ｄでの温度をできるだけ高くすることができる。これにより、その炉床１０Ｆが予熱工程Ｓ３２を実行する処理室１０ａに戻った際にも、予熱処理の適正温度にまで再加熱するためのエネルギーを低減することができ、低コストでニッケル製錬を行うことができる。また、回収時温度をできるだけ高く、例えば６００℃以上の温度として回収することができる。
The temperature in the cooling step S35 (hereinafter, also referred to as the “recovery temperature”) is preferably the highest possible temperature at which the reduced product can be treated as a substantially solid. In this regard, by performing the cooling process in two stages, it is possible to gradually cool in stages, and the temperature of the first stage cooling process, that is, the
また、一方で２段階目の冷却処理は、回転移動炉床炉１の炉外に接続された第２の冷却室３０にて行うようにすることで、その冷却室３０での冷却終了温度を、回転移動炉床炉１における各工程での処理の最適な温度配分とは独立して設定することができる。このため、回転移動炉床炉１における予熱、還元、冷却といった工程での処理時間等に影響を及ぼすことなく、冷却の進行や目的に合わせて個別にかつ細かく調整することができる。
On the other hand, the second-stage cooling process is performed in the
さらに、このように２段階の冷却処理を行うようにし、回転移動炉床炉１内における温度差を減少させることで、回転移動炉床炉１の炉床、炉壁等に加わる熱応力をより一層に減らすことができ、回転移動炉床炉１の寿命を大きく延ばすことができる。
Furthermore, by performing the two-stage cooling process and reducing the temperature difference in the rotating moving
またさらに、このように還元物を２段階にわたって段階的に冷却するようにし、１段階目の冷却処理では比較的温度を高めに設定することで、還元物中において生成したメタル成分を十分に沈降させて粗大化させることができる。これにより、分離工程Ｓ４において、目的とするフェロニッケルメタルを分離しやすくし、効率的に回収することができる。 Furthermore, by cooling the reduced product in two stages in this way and setting the temperature relatively high in the first stage of the cooling process, the metal components generated in the reduced product are sufficiently settled. can be coarsened. As a result, in the separation step S4, the target ferronickel metal can be easily separated and efficiently recovered.
１段階目の冷却処理においては、還元物の温度が７００℃以上１２８０℃以下の範囲となるように冷却することが好ましい。このような範囲とすることで、上述した効果がより一層顕著に表れることになり好ましい。また、２段階目の冷却処理においては、還元物をさらに冷却するが、第２の冷却室３０から排出される還元物の温度としては６００℃以上が維持されるようにすることが好ましい。なお、この還元物の温度が回収時温度となる。
In the first-stage cooling process, it is preferable to cool the reduced material so that the temperature of the reduced material falls within the range of 700° C. or higher and 1280° C. or lower. By setting it as such a range, the above-mentioned effect appears more remarkably, which is preferable. In the second-stage cooling process, the reduced material is further cooled, and the temperature of the reduced material discharged from the
なお、冷却工程Ｓ３５においては、２段階目の冷却処理を行った後、冷却後の還元物を保持する保持処理を行うようにしてもよい。このように保持処理を行うことで、得られるメタルの品質をより安定化させることができる。 In the cooling step S35, after performing the second-stage cooling process, a holding process for holding the reduced product after cooling may be carried out. By performing the holding treatment in this manner, the quality of the obtained metal can be further stabilized.
［回転移動炉床炉の構成］
（１）基本構成
改めて図３に例示した回転移動炉床炉の構成について詳細に説明する。回転移動炉床炉１は、炉床１０Ｆを有して炉の本体を構成する回転部１０と、回転部１０に接続して設けられている回転部外処理室１１と、から構成されている。そして、回転部１０は、その炉床１０Ｆが回転移動する領域となっており、内部が４つに分割されてそれぞれで処理室（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）を構成している。なお、予熱室１０ａに接続されている回転部外処理室１１である乾燥室２０は、回転部１０内に被還元処理物である混合物を供給する供給部としての機能を有している。
[Configuration of Rotating Moving Hearth Furnace]
(1) Basic Configuration The configuration of the rotary moving hearth furnace illustrated in FIG. 3 will be described in detail again. The rotating moving
具体的に、回転移動炉床炉１においては、例えば、回転部１０を構成する符号「１０ａ」～「１０ｄ」の４つの処理室うち、回転部１０外の乾燥室２０と接続された処理室１０ａを「予熱室（予熱エリア）」とする。
Specifically, in the rotary moving
また、回転移動炉床炉１において、還元工程Ｓ３３後に後述する温度保持工程Ｓ３４を実行する場合には、例えば、処理室１０ｂを「還元室（還元エリア）」とし、処理室１０ｃを温度保持工程Ｓ３４における処理を行う「温度保持室（保持エリア）」とすることができる。
Further, in the rotary moving
また、回転移動炉床炉１においては、還元工程Ｓ３３における還元加熱処理により得られた還元物、あるいはその還元物を温度保持工程Ｓ３４にて所定の温度に保持した後の還元物に対する冷却処理の少なくとも一部を、回転部１０内にて行う。具体的に、冷却工程Ｓ３５では、還元物に対する冷却処理を２段階に分けて段階的に還元物を冷却し、例えば、１段階目の冷却処理を回転移動炉床炉１の回転部１０内に構成される第１の冷却室（図３の回転移動炉床炉１における処理室１０ｄ）にて行い、２段階目の冷却処理を回転移動炉床炉１の回転部外に接続されて構成される第２の冷却室（図３の回転移動炉床炉１における符号「３０」で示す箇所）にて行うようにすることができる。
Further, in the rotary moving
なお、回転移動炉床炉１の回転部１０の外に接続される回転部外処理室１１（図３の例では符号２０、符号３０で示す処理室、後で詳述する符号４０で示す床敷材排出部、符号５０で示す床敷材補給部）も、回転移動炉床炉を構成する要素である。
In addition, a
回転移動炉床炉１の回転部１０は、平面上に回転移動する炉床１０Ｆを備えており、混合物を載置した炉床１０Ｆが所定の速度で回転移動することで、それぞれの処理室（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）を通過し、その通過の際に処理が行われる。なお、図３中の回転移動炉床炉１上の矢印は、炉床１０Ｆの回転方向を示すとともに、処理物（混合物、あるいは得られる還元物）の移動方向を示す。
The
また上述したように、回転移動炉床炉１は、その回転部１０外に設けられた乾燥室２０と接続されている。乾燥室２０にて混合物に対する乾燥処理が施されると、乾燥後の混合物が回転部１０内の予熱室１０ａに供給され、その予熱室１０ａにて予熱処理されて、その後、順次に回転部１０内を移動する。
Further, as described above, the rotary moving
炉床が回転する領域１０を分割して形成される処理室の数としては、図３に例示する４つに限られるものではない。また、還元室の数等についても、上述した例に限られず、処理時間等に応じて適宜設定することができる。
The number of processing chambers formed by dividing the
回転移動炉床炉１において、各工程間、すなわち各処理室間は、反応温度を厳密に制御してエネルギーロスを抑制するために、仕切り壁で仕切られた構造とすることが好ましい。このように、各工程の間を仕切ることが可能な構造を有する回転移動炉床炉１によれば、各処理室間におけるエネルギーロスを抑制しながら、同一の回転移動炉床炉１を用いて行うことができる。ただし、仕切り壁が固定式のものであると、工程間の搬送や、特に回転移動炉床炉への装入及び排出が困難となる可能性があるため、その仕切り壁としては、処理物の移動に差し支えることがない程度に開閉できる構造とすることが好ましい。
In the rotary moving
回転移動炉床炉１の回転部１０内の処理室及び回転部１０の外に接続された処理室はそれぞれ、炉床台（図示しない）と、その炉床台上に構成される炉床１０Ｆと、により構成されている。
The processing chamber in the
ここで、炉床１０Ｆには、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上の床敷材が設けられるようになっている。断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上を床敷材として用い、その床敷材上に混合物を載置して処理することで、高品質なフェロニッケルを安定的に製造することができる。
Here, the
（２）床敷材の除去排出及び補給の機構について
さて、回転移動炉床炉１においては、回転部外処理室１１の一部として、さらに床敷材排出部４０と、床敷材補給部５０と、が設けられている。
(2) Mechanism for removing, discharging and replenishing the bedding material In the rotary moving
（床敷材排出部）
床敷材排出部４０は、炉床１０Ｆ上に設けられた床敷材の少なくとも一部を除去排出するための機構部である。図３に示すように、床敷材排出部４０は、回転部１０の回転方向（図３中の矢印）において第２の冷却室３０よりも下流側の位置にその回転部１０に接続して設けられている。床敷材排出部４０は、回転部１０における炉床１０Ｆが動いている状態で、その炉床１０Ｆに設けられた床敷材の少なくとも一部を除去して排出する。
(Flooring material discharge part)
The bedding
具体的に、床敷材排出部４０は、回転移動する炉床１０上Ｆに設けた床敷材の一部に経時的な劣化が見受けられた場合に、その劣化した部分とその周辺部分を除去排出する機構とすることができる。例えば、炉床１０Ｆを撮像するカメラを設置し、カメラにて撮影した画像を確認して劣化が見受けられた場合に、摘出手段や押出手段等によって床敷材の少なくとも一部を摘出して除去排出する機構とすることができる。また、例えば断熱ボードを床敷材とした用いた場合には、所定の割合以下に薄くなった断熱ボードを取り出す機構とすることができる。床敷材の全部を交換する場合にも、この床敷材排出部４０を介して除去排出するようにすることができる。
Specifically, when a part of the flooring material provided on the
床敷材排出部４０は、上述したように、回転部１０の炉床１０Ｆが動いている状態で、その炉床１０Ｆに設けられた床敷材の少なくとも一部を除去して排出する。このように回転移動する炉床１０Ｆが動いている状態で、少なくとも一部又は全部の床敷材を除去排出することで、回転移動炉床炉１を停止させる必要がなくなり、これにより、処理効率の低下を防ぐことができる。
As described above, the bedding
（床敷材補給部）
床敷材補給部５０は、炉床１０Ｆ上に設けられる床敷材を補給するための機構部である。図３に示すように、床敷材補給部５０は、回転部１０の回転方向（図３中の矢印）において乾燥室２０（被還元処理物の供給部）より上流側の位置にその回転部１０に接続して設けられている。床敷材補給部５０は、回転部１０における炉床１０Ｆが回転している状態で、床敷材排出部４０により除去された部分の炉床１０Ｆ上に床敷材を補給する。
(Flooring material supply unit)
The bedding
具体的に、床敷材補給部５０は、前段に位置する床敷材排出部４０にて、炉床１０Ｆ上の床敷材の少なくとも一部を除去排出した場合に、その除去して無くなった部分に新たな床敷材を補給する機構とすることができる。例えば、床敷材排出部４０にて除去排出した床敷材の位置や量に関する情報信号を受信可能なようにし、その信号に基づいて、補給する適切な量の新規の床敷材を、その最適な補給位置に補給する機構とすることができる。床敷材の全部を交換する場合にも、この床敷材補給部５０を介して補給するようにすることができる。
Specifically, when the bedding
また、床敷材補給部５０では、炉床１０Ｆ上の床敷材が所定の割合以下となったときに補給する機構であってもよい。例えば、石炭灰等が初期の厚み（炉床１０Ｆ上に設けた床敷材の厚み）に対して２０％以上の割合で減ってしまい混合物と炉床１０Ｆとが接触し易くなった場合に、その減少分を補給するようにする。
In addition, the bedding
床敷材補給部５０の補給手段に関して、使用する床敷材の中でも石炭灰や断熱ウールの補給に際しては、例えば、補給ノズル等の機構部を設けて、上部から落とすようにして供給するようにする。なお、補給した後、補給した石炭灰等の床敷材の高さをならすための専用棒等を設置してよい。また、所定の割合以下に薄くなった断熱ボードを取り出し（除去排出し）、新しい断熱ボードを補給するに際しては、新規の断熱ボードを入れ替える設置する機構を設けて補給するようにする。
Regarding the replenishing means of the bedding
床敷材補給部５０は、上述したように、回転部１０の炉床１０Ｆが動いている状態で、床敷材排出部４０にて除去された部分の炉床１０Ｆ上に床敷材を補給する。このように回転移動する炉床１０Ｆが動いている状態で、床敷材を補給することで、回転移動炉床炉１を停止させる必要がなくなり、これにより、処理効率の低下を防ぐことができる。
As described above, the bedding
＜２－４．分離工程＞
分離工程Ｓ４は、還元処理工程Ｓ３にて生成した還元物からメタル（フェロニッケルメタル）を分離し回収する。具体的に、分離工程Ｓ４では、混合物を還元加熱処理することによって得られた、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、メタル相を分離して回収する。
<2-4. Separation process>
The separation step S4 separates and recovers the metal (ferronickel metal) from the reduced product produced in the reduction treatment step S3. Specifically, in the separation step S4, the metal phase is separated from the mixture (reduced product) containing the metal phase (metal solid phase) and the slag phase (slag solid phase) obtained by subjecting the mixture to reduction heat treatment. Separate and collect.
固体として得られたメタル相とスラグ相との混在物からメタル相とスラグ相とを分離する方法としては、例えば、篩い分けによる不要物の除去に加えて、比重による分離や、磁力による分離等の方法を利用することができる。また、得られたメタル相とスラグ相は、濡れ性が悪いことから容易に分離することができ、大きな混在物に対して、例えば、所定の落差を設けて落下させる、あるいは篩い分けの際に所定の振動を与える等の衝撃を与えることで、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。 Methods for separating the metal phase and the slag phase from the mixture of the metal phase and the 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. In addition, the obtained metal phase and slag phase can be easily separated due to their poor wettability. The metal phase and the slag phase can be easily separated from the mixture by applying an impact such as a predetermined vibration.
このようにしてメタル相とスラグ相とを分離することによって、メタル相を回収し、フェロニッケルの製品とすることができる。 By separating the metal phase and the slag phase in this manner, the metal phase can be recovered and the ferronickel product can be obtained.
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 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
［混合処理工程］
原料鉱石としてのニッケル酸化鉱石と、鉄鉱石と、フラックス成分である珪砂及び石灰石、バインダー及び炭素質還元剤（炭素質還元剤として石炭を使用）と、適量の水を添加しながら混合機を用いて混合して混合物を得た。炭素質還元剤は、ニッケル酸化鉱石に含まれる酸化ニッケル（ＮｉＯ）と酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を過不足なく還元できる割合を１００％としたときに２９％の割合となる量で含有させた。そして、混合機によって混合した原料を二軸混練機によって混練した。
[Mixing process]
Nickel oxide ore as a raw material ore, iron ore, silica sand and limestone as flux components, a binder and a carbonaceous reducing agent (coal is used as a carbonaceous reducing agent), and a suitable amount of water are added using a mixer. to obtain a mixture. The carbonaceous reducing agent is contained in an amount of 29% when the ratio of nickel oxide (NiO) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) contained in the nickel oxide ore that can be reduced without excess or deficiency is 100%. rice field. Then, the raw materials mixed by the mixer were kneaded by a twin-screw kneader.
［前処理工程］
次に、混練して得られた混合物を２４個に分類し、それぞれの混合物試料を、パン型造粒機を用いてφ１８±１．５ｍｍの球状のペレットに成形した。
[Pretreatment process]
Next, the mixture obtained by kneading was classified into 24 pieces, and each mixture sample was formed into spherical pellets of φ18±1.5 mm using a pan-type granulator.
［還元処理工程］
次に、２４個に分類したそれぞれの混合物試料を用いて処理条件を変えて還元加熱処理を行った。還元加熱処理は、炉床が回転移動する回転移動炉床炉を用いて行った。具体的に、回転移動炉床炉は、図３に例示したような構成のものを用い、予熱エリア（１０ａ）と、還元エリア（１０ｂ）と、高温保持エリア（１０ｃ）と、冷却エリア（１０ｄ）とを備え、予熱エリア（１０ａ）の箇所に対応するように炉外に設けた乾燥室（２０）を接続し、冷却エリア（１０ｄ）の箇所に対応するように炉外に設けた冷却室（３０）を接続させたものを用いた。また、この回転移動炉床炉には、回転方向において冷却室（３０）よりも下流側の位置に、炉床に設けられた床敷材の少なくとも一部を除去して排出する床敷材排出部（４０）と、回転方向において乾燥室（２０）よりも上流側の位置に、床敷材を補給する床敷材補給部（５０）と、が設けられていた。
[Reduction treatment step]
Next, each of the 24 classified mixture samples was subjected to reduction heat treatment under different treatment conditions. The reduction heat treatment was carried out using a rotating moving hearth furnace in which the hearth rotates. Specifically, the rotary moving hearth furnace has a configuration as illustrated in FIG. ), a drying chamber (20) provided outside the furnace so as to correspond to the preheating area (10a) is connected, and a cooling room provided outside the furnace so as to correspond to the cooling area (10d) (30) was used. In addition, in this rotary moving hearth furnace, a bedding material discharger for removing and discharging at least part of the bedding material provided on the hearth is provided at a position downstream of the cooling chamber (30) in the rotation direction. A section (40) and a bedding supply section (50) for replenishing the bedding material are provided at a position on the upstream side of the drying chamber (20) in the direction of rotation.
具体的に、還元処理工程では、先ず、混合物試料を、回転移動炉床炉の炉外に接続させた乾燥室（２０）に装入し乾燥処理を施した。乾燥処理は、実質的に酸素を含まない窒素雰囲気中において、試料中を固形分が７０重量％程度、水分が３０重量％程度となるように、２５０℃～３５０℃の熱風をペレットに吹き付けることによって行った。下記表３に、乾燥処理後の混合物試料の固形分組成（炭素を除く）を示す。 Specifically, in the reduction treatment step, first, the mixture sample was charged into a drying chamber (20) connected to the outside of the rotary moving hearth furnace and subjected to a drying treatment. The drying process is carried out by blowing hot air at 250 ° C to 350 ° C on the pellets in a nitrogen atmosphere that does not substantially contain oxygen so that the solid content in the sample is about 70% by weight and the water content is about 30% by weight. went by Table 3 below shows the solid content composition (excluding carbon) of the mixture sample after drying.
続いて、乾燥処理後の混合物試料を、乾燥室（２０）から回転移動炉床炉１の内部に供給して移行させ、予熱エリア（１０ａ）内の温度を７００℃以上１２８０℃以下の範囲に保持して混合物試料に対する予熱処理を行った。
Subsequently, the mixture sample after the drying treatment is supplied from the drying chamber (20) into the rotating moving
続いて、予熱処理を施した混合物試料に対する還元加熱処理を行った。還元加熱処理において、実施例１～２１では炉床の上に設けた床敷材の上に混合物試料を載置して処理を施し、一方で、比較例１～３では金属製の炉床に直接載置して処理を施した。 Subsequently, the preheated mixture sample was subjected to reduction heat treatment. In the reduction heat treatment, in Examples 1 to 21, the mixture sample was placed on the bedding material provided on the hearth and treated, while in Comparative Examples 1 to 3, the metal hearth was used. It was placed directly and treated.
還元加熱処理を経て得られたメタルとスラグとを含む還元物については、回転移動炉床炉１に接続された冷却室３０に移行させ、窒素を流しながら速やかに室温まで冷却して大気中へ取り出した。
The reduced product containing the metal and slag obtained through the reduction heat treatment is transferred to the cooling
このようにして処理して得られた各試料のニッケル（Ｎｉ）メタル化率、メタル中ニッケル（Ｎｉ）含有率を、ＩＣＰ発光分光分析器（ＳＨＩＭＡＺＵ Ｓ－８１００）のより分析して算出した。なお、Ｎｉメタル化率は下記（１）式、メタル中Ｎｉ含有率は下記（２）式により算出した。
Ｎｉメタル率＝ペレット中のメタル化したＮｉの量÷（ペレット中の全てＮｉの量）×１００（％） ・・・（１）式
メタル中Ｎｉ含有率＝ペレット中のメタル化したＮｉの量÷（ペレット中のメタルしたＮｉとＦｅの合計量）×１００（％） ・・・（２）式
The nickel (Ni) metallization ratio and the nickel (Ni) content in the metal of each sample thus treated were analyzed and calculated using an ICP emission spectrometer (SHIMAZU S-8100). The Ni metallization rate was calculated by the following formula (1), and the Ni content in the metal was calculated by the following formula (2).
Ni metal ratio = Amount of metallized Ni in pellet ÷ (Amount of all Ni in pellet) × 100 (%) Formula (1) Ni content in metal = Amount of metallized Ni in pellet ÷ (total amount of metalized Ni and Fe in pellet) × 100 (%) (2) formula
下記表４、５に、処理条件と、炉床との反応状況、Ｎｉメタル化率及びメタル中Ｎｉ含有率の評価結果とを併せて示す。 Tables 4 and 5 below show the treatment conditions, the reaction conditions with the hearth, the Ni metallization ratio, and the evaluation results of the Ni content in the metal.
表４、５から分かるように、実施例１～２１では、試料と炉床との反応はほぼ抑制され、高いメタル化率でニッケルがメタル化されて、メタル中のＮｉ含有率も１８．０～１８．９％となって品質のばらつきも少なく、高品質のフェロニッケルが得られた。なお、実施例７、１４、２１では、僅かに炉床との反応が確認されたものの、ごく表層のみの反応にとどまっていた。 As can be seen from Tables 4 and 5, in Examples 1 to 21, the reaction between the sample and the hearth was almost suppressed, nickel was metallized at a high metallization rate, and the Ni content in the metal was 18.0. A high-quality ferronickel was obtained with little variation in quality, with a content of ~18.9%. In Examples 7, 14, and 21, although slight reaction with the hearth was confirmed, the reaction was limited to only the surface layer.
一方、比較例１～３は、試料が炉床と反応してしまい、還元物が炉床と混在状態となって回収することができなかった。 On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, the sample reacted with the hearth, and the reduced product was mixed with the hearth and could not be recovered.
以上の結果から、床敷材として、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選択されるものを用いて還元加熱処理を施すことによって、炉床や床敷材に対する反応を抑制して、高品質のフェロニッケルを製造できることが分かった。 From the above results, it was found that by performing reduction heat treatment using a bedding material selected from insulation board, insulation wool, and coal ash, the reaction to the hearth and bedding material was suppressed, and high quality was obtained. It was found that ferronickel can be produced.
なお、実施例の処理では、床敷材の減少や劣化が生じたときに、回転移動炉床炉に設けた床敷材排出部４０にて劣化した床敷材を除去排出し、また、床敷材補給部５０から除去された部分の炉床上には床敷材を補給する操作を行った。このような回転移動炉床炉の構成のもと、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選択されるものを床敷材として用いたことで、床敷材の補給や交換を繰り返し容易に行うことができ、設備を停止させることなく非常に効率的にフェロニッケルを製造することができた。
In the process of the embodiment, when the bedding material is reduced or deteriorated, the deteriorated bedding material is removed and discharged by the bedding
１ 回転移動炉床炉
１０ 回転部
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 処理室
１１ 回転部外処理室
２０ 乾燥室（供給部）
３０ 冷却室（第２の冷却室）
４０ 床敷材排出部
５０ 床敷材補給部
30 cooling chamber (second cooling chamber)
40 flooring
Claims (4)
前記還元炉の炉床に、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上の床敷材を設け、該床敷材の上に前記混合物を載置して還元加熱処理を施して得られる還元物を該還元炉内の該炉床上で冷却して該還元炉から排出する工程を含み、
前記断熱ボードは、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、珪酸質粉末、消石灰、及びセラミックファイバーからなる群より選択される少なくとも１つ以上を含有し、
前記断熱ウールは、セラミックファイバー、及びガラス繊維からなる群より選択される少なくとも１つ以上を含有し、
前記回転移動炉床炉により構成される還元炉では、
前記回転部の回転方向において還元処理が施されて得られる還元物を冷却して排出する冷却部よりも下流側の位置で、該回転部における前記炉床が動いている状態で、該炉床に設けられた前記床敷材の少なくとも一部を除去して排出し、
前記回転部の回転方向において前記床敷材の上に前記混合物を載置する供給部よりも上流側の位置で、該回転部における前記炉床が動いている状態で、除去された部分の床敷材を補給する
ニッケル酸化鉱石の製錬方法。 By reducing a mixture containing a nickel oxide ore containing nickel oxide and iron oxide and a carbonaceous reducing agent in a reducing furnace, which is a rotary moving hearth furnace provided with a rotating part in which the hearth rotates. A nickel oxide ore smelting method for producing ferronickel,
At least one bedding material selected from a heat insulating board, heat insulating wool, and coal ash is provided on the hearth of the reducing furnace, and the mixture is placed on the bedding material and subjected to reduction heat treatment. cooling the reduced product obtained by cooling on the hearth in the reducing furnace and discharging it from the reducing furnace;
The insulation board contains at least one or more selected from the group consisting of alumina, magnesia, zirconia, siliceous powder, slaked lime, and ceramic fibers,
The insulating wool contains at least one or more selected from the group consisting of ceramic fibers and glass fibers,
In the reducing furnace composed of the rotary moving hearth furnace,
The hearth of the rotating part is moving in a position downstream of the cooling part that cools and discharges the reduced product obtained by the reduction treatment in the rotating direction of the rotating part. removing and discharging at least a portion of the bedding material provided in
The removed part of the floor of the rotating part, while the hearth in the rotating part is moving, at a position upstream of the feeding part that places the mixture on the bedding in the direction of rotation of the rotating part. replenish the lining
A method for smelting nickel oxide ore.
前記還元炉の炉床に、断熱ウールを含む床敷材を設け、該床敷材の上に前記混合物を載置して還元加熱処理を施す工程を含み、 A step of providing a bedding material containing heat-insulating wool on the hearth of the reducing furnace, placing the mixture on the bedding material, and performing a reduction heat treatment;
前記断熱ウールは、セラミックファイバー、及びガラス繊維からなる群より選択される少なくとも１つ以上を含有する The insulating wool contains at least one or more selected from the group consisting of ceramic fibers and glass fibers
ニッケル酸化鉱石の製錬方法。 A method for smelting nickel oxide ore.
請求項１又は２に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。 The method for smelting nickel oxide ore according to claim 1 or 2, wherein the reduction treatment is performed at a reduction temperature of 1300°C or higher and 1480°C or lower.
炉床が回転移動する回転移動炉床炉であり、
前記炉床を有して炉本体を構成する回転部と、
前記回転部に前記被還元処理物を供給する供給部と、
前記回転部にて還元処理が施されて得られる還元物を冷却して排出する冷却部と、
を備えており、さらに、
前記回転部の回転方向において前記冷却部よりも下流側の位置に該回転部に接続して設けられ、該回転部における前記炉床が動いている状態で、該炉床に設けられた前記床敷材の少なくとも一部を除去して排出する床敷材排出部と、
前記回転部の回転方向において前記供給部よりも上流側の位置に該回転部に接続して設けられ、該回転部における前記炉床が動いている状態で、除去された部分の床敷材を補給する床敷材補給部と、を備え、
当該還元炉は、酸化ニッケルと酸化鉄とを含有するニッケル酸化鉱石と、炭素質還元剤と、を含む混合物を還元することによってフェロニッケルを製造するためのものであり、
前記炉床の上には、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上の床敷材が設けられ、
前記断熱ボードは、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、珪酸質粉末、消石灰、及びセラミックファイバーからなる群より選択される少なくとも１つ以上を含有し、
前記断熱ウールは、セラミックファイバー、及びガラス繊維からなる群より選択される少なくとも１つ以上を含有する
還元炉。 A reduction furnace for subjecting a material to be reduced to a reduction heat treatment on a bedding material provided in the hearth,
A rotating moving hearth furnace in which the hearth rotates and moves,
a rotating part having the hearth and constituting a furnace body;
a supply unit that supplies the material to be reduced to the rotating unit;
a cooling unit that cools and discharges the reduced product obtained by the reduction treatment in the rotating unit;
and, in addition,
The hearth provided on the hearth in a state in which the hearth in the rotating part is moving is provided at a position downstream of the cooling part in the rotation direction of the rotating part and connected to the rotating part. a floor covering material discharge unit for removing and discharging at least a portion of the covering material;
It is provided at a position on the upstream side of the supply unit in the rotation direction of the rotation unit and is connected to the rotation unit, and removes the removed part of the bedding material while the hearth in the rotation unit is moving. and a bedding material replenishing unit for replenishing ,
The reducing furnace is for producing ferronickel by reducing a mixture containing a nickel oxide ore containing nickel oxide and iron oxide, and a carbonaceous reducing agent,
At least one bedding material selected from insulation board, insulation wool, and coal ash is provided on the hearth,
The insulation board contains at least one or more selected from the group consisting of alumina, magnesia, zirconia, siliceous powder, slaked lime, and ceramic fibers,
The insulating wool contains at least one or more selected from the group consisting of ceramic fibers and glass fibers
reduction furnace.
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