JPH06279881A

JPH06279881A - 珪酸苦土ニッケル鉱石の処理方法

Info

Publication number: JPH06279881A
Application number: JP6784493A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Katayama; 賢一片山; Retsu Nagabayashi; 烈長林
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1994-10-04

Abstract

(57)【要約】【目的】珪酸苦土ニッケル鉱石から、Ｎｉ含有合金溶
製時のＮｉ原料として直接使用可能な高濃度Ｎｉ酸化物
を高回収率で得る。【構成】珪酸苦土ニッケル鉱石からＦｅ及びＮｉを塩
酸浸出する。浸出液を５０℃以上に保持し、１．０×１
０^-5〜１．５×１０^-3ｋｗ／リットルの強度で撹拌しな
がら、Ｍｇ換算１．２〜１５．０ｇ／分・リットルの添
加速度で中和剤を添加する。第１段中和工程でｐＨを
１．５以下とし、浸出液からＦｅを沈澱させる。第２段
中和工程でｐＨを５．５〜７．０とし、浸出液からＮｉ
を沈澱させる。Ｆｅ及びＮｉの沈澱物は、それぞれ個別
に濾過洗浄した後、乾燥・焙焼により酸化物とされる。【効果】Ｎｉ濃度が高いＮｉ酸化物が得られ、副産物
として酸化鉄，酸化マグネシウム及び塩酸が得られる。
酸化マグネシウム及び塩酸は、系内にリサイクルしてそ
れぞれ中和剤及び浸出液として再使用することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｎｉ含有合金等の製
鋼，溶製原料として使用されるＮｉ原料を珪酸苦土ニッ
ケル鉱石から回収する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステンレス鋼等のＮｉ含有合金を溶製す
る際、極めて高価な高炭素フェロニッケル，低炭素フェ
ロニッケル，純ニッケル，ニッケルオキサイドシンター
等がＮｉ源として使用されている。そのため、オーステ
ナイト系ステンレス鋼のように多量のＮｉを含む合金で
は、製鋼コストのうちＮｉ原料費が占める割合が格段に
高く、製造コストを上昇させる原因となる。この点で、
安価なＮｉ原料を提供することが強く望まれている。他
方、現在工業的に採用されている珪酸苦土ニッケル鉱石
を原料としたフェロニッケルの製錬には、乾燥，仮焼し
た鉱石を溶鉱炉や電気炉で溶解する方法が最も広く行わ
れている。しかし、この方法では、ニッケル鉱石を濃縮
処理を施すことなく、脈石ごと全量を溶解している。そ
のため、炭材やフラックス等の副原料が多量に必要にな
ると共に、熱エネルギーの消費量も多くなっている。ニ
ッケル鉱石から不要な脈石を除去することが可能であれ
ば、Ｎｉ濃縮物が溶解原料とされ、資源的にもエネルギ
ー的にも有利な製錬法となる。

【０００３】珪酸苦土ニッケル鉱石中のＮｉの濃縮に関
し、従来から種々の方法が研究・報告されている。しか
し、何れも実用化されるまでには至っていない。実用化
が困難な原因は、鉱石中のＮｉが２％程度と少量で、し
かも鉱石の主要鉱物であるマグネシウム珪酸塩中に極め
て微細に分散しているため、Ｎｉを物理的に濃縮するこ
とが難しいことにある。また、乾式処理では鉱石の融点
近い１４００℃程度の高温で処理することから、エネル
ギーコストが高いこと等も実用化を妨げる原因として掲
げられる。湿式法では、酸化マグネシウムを中和剤とし
て珪酸苦土ニッケル鉱石を処理する方法が米国特許第２
４６８１０３号明細書，特開昭５０−１１０９０１号公
報，特開昭５４−５８１６号公報等で紹介されている。
しかし、鉱石に多量に含まれている鉄分は濾過洗浄に問
題があり、Ｆｅの全量を沈澱回収することは工業化が困
難である。この点、米国特許第２４６８１０３号明細書
では、対象とするニッケル鉱石をＦｅ含有量の少ないガ
ーニエライト鉱石に限定し、沈澱させるＦｅの量を可能
な限り少なくしている。また、特開昭５４−５８１６号
公報では、鉄分をメチルイソブチルケトンで抽出除去し
た後、ＭｇＯで中和してＮｉを水酸化物として沈澱回収
している。この方法は、工程が複雑であり、設備コス
ト，薬剤コスト等の面でも不経済である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等
は、ニッケル鉱石の塩酸浸出により得られた浸出液から
中和によってＦｅ，Ｎｉ及びＣｒを回収する際、中和条
件の制御によって沈澱物粒子を成長させ、濾過及び洗浄
が容易になるように濾過性に優れた沈澱物を得る処理方
法を開発し、特願平３−５７８４５号，特願平４−１０
５９５２号等として提案した。提案した処理方法は、珪
酸苦土ニッケル鉱石を塩酸で浸出する浸出工程、ＳｉＯ
₂ を主成分とする浸出残渣を分離する浸出工程、ＳｉＯ
₂ 除去後の浸出液に中和剤を添加してＮｉ，Ｆｅ及びＣ
ｒを水酸化物として沈澱させる沈澱凝集工程、沈澱物を
濾過・洗浄して塩化マグネシウム水溶液から分離する濾
過洗浄工程、分離した沈澱物を乾燥・焙焼してＮｉ，Ｆ
ｅを混合酸化物とする乾燥焙焼工程、濾過洗浄工程で得
られた濾液を乾燥・焙焼して塩酸を回収すると共に、酸
化マグネシウムを再生する塩酸回収工程を経て珪酸苦土
ニッケル鉱石を処理している。

【０００５】このとき、塩酸浸出液中の金属イオンの濃
度をＦｅ：０．３〜０．６モル／リットル，Ｎｉ：０．
０５〜０．２モル／リットル及びＭｇ：１．０〜１．７
モル／リットルとなるように調整している。この塩酸浸
出液を温度５０℃以上に保持し、Ｍｇ換算１．２〜１
５．０ｇ／分・リットルの添加速度でＭｇ含有中和剤を
添加し、撹拌速度１．０×１０^-5〜１．５×１０^-3ｋｗ
／リットル及びｐＨ３．０〜６．５に調整するとき、濾
過洗浄性に優れたＦｅ，Ｎｉ含有沈澱物が生成する。先
願で提案した処理方法は、従来工業的に困難であった沈
澱物の濾過洗浄を可能にしている点で優れた方法であ
る。しかし、最終的に得られるＮｉ濃縮物は、Ｎｉが濃
縮されてはいるものの、Ｆｅの酸化物を多量に含んでい
る。そのため、Ｎｉ濃縮物の使用形態は、溶融還元法，
ロータリキルンにより予備還元した後で溶解炉に投入す
る方法等に限られていた。本発明は、先願で提案した珪
酸苦土ニッケル鉱石の処理方法を更に改良したものであ
り、二段階の中和工程を採用することにより、浸出液か
らＦｅ及びＮｉを分別回収し、Ｆｅ含有量が少なく使用
形態に拘束を受けないＮｉ濃縮物を得ることを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の処理方法は、そ
の目的を達成するため、次の工程（１）〜（６）を経て
珪酸苦土ニッケル鉱石を処理する。（１）珪酸苦土ニッケル鉱石を塩酸で浸出し、ＳｉＯ
₂ を主成分とする浸出残渣を分離する浸出工程（２）ＳｉＯ₂ 除去後の浸出液を撹拌強度１．０×１
０^-5〜１．５×１０^-3ｋｗ／リットルで撹拌しながら、
目標ｐＨを０．０〜１．５としてＭｇ換算１．２〜１
５．０ｇ／分・リットルの添加速度で中和剤を添加し、
沈澱したＦｅを除去する第１段中和工程（３）目標ｐＨを５．５〜７．０として引き続き中和
剤を添加し、Ｎｉを沈澱させる第２段中和工程（４）Ｎｉの沈澱物を濾過及び洗浄して塩化マグネシ
ウム水溶液から分離する濾過洗浄工程（５）分離したＦｅ及びＮｉの沈澱物を個別に乾燥及
び焙焼することにより、Ｆｅ及びＮｉの酸化物を製造す
る乾燥焙焼工程、及び（６）前記濾過洗浄工程で得られた濾液を乾燥及び焙
焼して塩酸を回収すると共に、酸化マグネシウムを再生
する塩酸回収工程

【０００７】第１段及び第２段の中和工程で使用される
中和剤には、酸化マグネシウム，水酸化マグネシウム，
炭酸マグネシウム及びマグネシアの１種又は２種以上を
含む鉱物又は該鉱物をスラリー状にしたものが使用され
る。また、塩酸回収工程で酸化マグネシウムが回収され
ることから、この酸化マグネシウムを中和剤として再利
用することもできる。

【０００８】以下、各工程を説明する。なお、図１は、
これら各工程の関係を表したフローである。（１）浸出工程粉砕した珪酸苦土ニッケル鉱石及び塩酸を浸出槽に入
れ、好ましくは５０℃以上に加熱して撹拌する。Ｆｅ及
びＮｉは、塩酸によって完全に珪酸苦土ニッケル鉱石か
ら浸出する。浸出後のＳｉＯ₂ を主成分とする残渣は、
濾過によって浸出液から分離される。浸出反応は、液温
を５０℃以上にすることによって促進される。使用され
る塩酸の濃度は、特に制限を受けるものでない。珪酸苦
土ニッケル鉱石は、浸出によりＦｅ，Ｎｉ及びＭｇを含
む浸出液とＳｉＯ₂ を主成分とする浸出残渣に分離され
る。浸出残渣は、適宜の選鉱法によって耐火物原料とし
て有用な高純度ＳｉＯ₂ 粉末を得るための原料として使
用することができる。

【０００９】（２）第１段中和工程ＳｉＯ₂ を除去した後の塩酸浸出液を温度５０℃以上に
保持し、液中のＦｅ全量を水酸化物として沈澱させるに
必要な量の中和剤をＭｇ換算１．２〜１５．０ｇ／分・
リットルの添加速度で浸出液に添加する。第１段で使用
される中和剤の添加量は、Ｎｉが沈澱するＯＨ^- イオン
濃度に浸出液が達しないように上限が規制される。具体
的には、浸出液の濃度に応じてｐＨが０．０〜１．５に
収まる条件下で、中和剤を浸出液に添加する。第１段中
和工程では、添加速度をＭｇ換算１．２〜１５．０ｇ／
分・リットルとし、次式で定義される撹拌強度が１．０
×１０^-5〜１．５×１０^-3ｋｗ／リットルの範囲に維持
される条件下で、浸出液を撹拌しながら中和剤を添加す
る。添加速度及び撹拌速度は、第１段中和工程において
有効なＦｅの沈澱物を生成する上で重要な因子である。撹拌強度＝（８．０６７・Ｔ・ω）／中和処理量（ただし、Ｔ：撹拌軸の回転トルク，ω：角速度）

【００１０】中和剤の添加速度がＭｇ換算１５．０ｇ／
分・リットルを超えると、沈澱物の成長速度に比較して
沈澱物の生成速度が大きくなり、微細な沈澱物粒子が多
量に発生する。その結果、沈澱物の濾過性が低下する。
逆に、Ｍｇ換算１．２ｇ／分・リットルよりも遅い添加
速度では、中和工程が長時間になることから生産速度が
低下し、結果として莫大な処理設備を必要とする。他
方、撹拌強度は、中和槽内で中和反応を均一に行わせ、
濾過性の良好な沈澱物を得る上で必要である。撹拌強度
が１．０×１０^-5ｋｗ／リットルより小さくなると、中
和反応が不均一になることは勿論、相互に衝突した沈澱
物粒子を吸着力や吸引力によって粗大化させるための撹
拌エネルギーが不足する。また、中和剤の溶解が促進さ
れず、後続する濾過工程で分離されるＦｅ又はＮｉの沈
澱物中に未溶解のＭｇが混入し、最終的に得られる産物
のＮｉ品位を低下させる。逆に１．５×１０^-3ｋｗ／リ
ットルを超える撹拌強度では、成長中の凝集フロックが
剪断力によって崩壊し、細かな微粒子となる。その結
果、沈澱物の濾過性が低下する。

【００１１】撹拌時に浸出液を５０℃以上の温度に保持
することは、濾過性の良好な沈澱物を生成する上で好ま
しい。しかし、浸出液が１００℃を超える高温に加熱さ
れると、水の蒸発によって浸出液の濃化が著しく進行
し、却って不都合を生じる。また、浸出液のｐＨを０．
０〜１．５に調整することにより、Ｎｉの沈澱を防止し
ながらＦｅを全量回収することが可能になる。ｐＨが
１．５を超えると、Ｎｉの沈澱が始まり、後続する第２
段中和工程におけるＮｉ回収率が低下する。しかし、
０．０より低いｐＨは、Ｆｅの沈澱が完全に終了せず、
第２段中和工程の際にＮｉ沈澱物中にＦｅが混入する欠
点となる。その結果、最終的に得られるＮｉ酸化物のＮ
ｉ濃度が低下する。

【００１２】（３）第２段中和工程第１段中和工程で生じたＦｅの沈澱物を濾過等によって
分離した後、第２段の中和処理が浸出液に施される。添
加される中和剤の量は、浸出液に含まれているＮｉの全
量を水酸化物として沈澱させるに必要な量に設定され
る。このとき、中和剤添加量は、Ｍｇが沈澱するＯＨ^-
イオン濃度に浸出液が達しないように上限が規制され
る。具体的には、浸出液の濃度に応じてｐＨが５．５〜
７．０の範囲に収まる条件下で、中和剤を浸出液に添加
する。浸出液のｐＨが５．５より低いと、Ｎｉの沈澱が
不十分になり、Ｎｉ回収率が低下する。逆に、ｐＨが
７．０を超えるようでは、添加する中和剤を多量に必要
として不経済であるばかりでなく、中和剤の溶解度が低
下し、得られたＮｉの沈澱物に多量のＭｇが混入する。
その結果、Ｎｉ濃度が低下する。

【００１３】（４）濾過洗浄工程第１段中和工程及び第２段中和工程で浸出液から沈澱し
たＦｅ及びＮｉの沈澱物は、それぞれ個別に分離され
る。具体的には、５０℃以上に加熱された浸出液、すな
わち沈澱物を含んでいる塩化マグネシウム水溶液を、濾
材等をいためることがない約６０℃以下の温度に維持し
て濾過分離する。或いは、濾過装置の寿命延長を重視す
る場合、若干濾過速度が低下するものの浸出液を一旦室
温近傍まで冷却した後で、濾過することもできる。最終
産物であるＦｅ又はＮｉの酸化物の純度を向上させる場
合、濾別した沈澱物ケーキを洗浄する。洗浄方法として
は、濾過装置に洗浄水をそのまま供給して脱水してもよ
く、或いはケーキを一旦取り出して撹拌槽等でリパルプ
してもよい。リパルプするとき、本発明に従って得られ
た沈澱物は、再び洗浄水を分離するために濾過において
も濾過性に問題を生じない。

【００１４】（５）乾燥焙焼工程浸出液から分離された沈澱物、すなわちＦｅ及びＮｉの
水酸化物を主成分とするケーキは、個別にロータリキル
ン等で乾燥・焙焼され、それぞれＦｅ及びＮｉの酸化物
に製造される。このとき、乾燥・焙焼時に発生する排ガ
スから若干の塩酸が回収される。得られたＮｉ酸化物
は、３０〜６０％と高いＮｉ濃度を示し、Ｎｉ原料とし
て利用価値の高いものである。このＮｉ酸化物は、Ｎｉ
含有合金を溶製する際に電気炉等の溶解炉に直接投入す
ることができ、従来の高価なＮｉ原料を必要とすること
なくオーステナイトステンレス鋼を始めとする各種Ｎｉ
含有合金が安価に溶製される。Ｎｉ酸化物は、粉末状で
溶湯に吹き込み、或いはフラックス等と製団して投入す
ることも可能である。また、予備還元したクロム鉱石ペ
レットと同時に用いることができ、スクラップ溶解法と
組み合わせることもできる。更には、予備還元すること
なく、溶融還元法に使用することも可能である。

【００１５】（６）塩酸回収工程Ｎｉの沈澱物が分離された塩化マグネシウム水溶液を乾
燥・焙焼することにより、塩酸を回収すると共に酸化マ
グネシウムを副産物として製造する。焙焼炉には、たと
えば流動層型やロータリキルンのような回転炉が使用さ
れる。得られた酸化マグネシウムは、一部を中和工程の
中和剤として使用することができ、残部を精製・焼成等
を経て耐火物原料等として使用することができる。ま
た、回収された塩酸も、浸出工程にリサイクルして使用
することができる。

【００１６】

【作用】本発明においては、珪酸苦土ニッケル鉱石から
Ｆｅ及びＮｉを浸出させた浸出液に２段階の中和処理を
施している。第１段中和処理工程では、中和目標ｐＨを
１．５以下に設定し、Ｆｅを沈澱させる。沈澱したＦｅ
を分離した後、中和目標ｐＨを５．５〜７．０に設定し
た第２段中和工程によってＮｉを沈澱分離する。この２
段階中和によって、Ｍｇの混入なくＦｅ及びＮｉをそれ
ぞれ個別に回収することが可能となる。Ｎｉ沈澱物から
最終的に得られたＮｉ酸化物は、Ｎｉ濃度が３０〜６０
％と大幅に高い値を示す。因みに、Ｆｅ及びＮｉの混合
物から得られるＮｉ酸化物は、Ｎｉ濃度が１０％前後に
過ぎない。このように高濃度のＮｉ酸化物は、Ｎｉ含有
合金を溶製する際に電気炉等の溶解炉に直接投入するこ
とができ、従来の高価なＮｉ原料を必要とせず安価なＮ
ｉ含有合金の溶製が可能になる。

【００１７】

【実施例】

実施例１：表１に示す珪酸苦土ニッケル鉱石を８０メッ
シュ以下に粉砕し、８０℃の６Ｎ塩酸でＦｅ及びＮｉを
完全に浸出した。浸出液を濾過することにより、ＳｉＯ
₂を除去した。

【表１】

【００１８】ＳｉＯ₂ 除去後の浸出液を８０℃に保持
し、１．０×１０^-4ｋｗ／リットルの撹拌速度で浸出液
を撹拌しながら、スラリー状に調製した酸化マグネシウ
ムをＭｇ換算１．５ｇ／分・リットルの添加速度で添加
した。浸出液のｐＨが０．１になった時点で生成した沈
澱物を濾過洗浄した後、乾燥焙焼した。濾過及び洗浄に
は、総濾過面積が３．４ｍ² のフィルタープレス式濾過
機を使用した。濾過に要した時間は２５分／１０００リ
ットルであり、濾過性は良好であった。この処理によっ
て得られたＦｅ酸化物は、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ：９８．２％，Ｎ
ｉＯ：０．００２％及びＭｇＯ：０．００６％の組成
で、実質的にＮｉ及びＭｇの混入がない高純度の鉄分で
あった。

【００１９】Ｆｅの沈澱物を除去した浸出液にＭｇＯ粉
末を添加し、ｐＨを５．６に調整した。生成した沈澱物
を濾過・洗浄し、乾燥・焙焼した。焙焼後に、Ｎｉ濃度
５９．０％のＮｉ酸化物が得られた。Ｎｉの沈澱物を除
去した濾液である塩化マグネシウム水溶液は、スプレー
ドライヤーで乾燥した後、ロータリキルンで８００℃に
焙焼された。焙焼により、酸化マグネシウムが生成され
た。また、発生したガスから塩酸を回収した。このとき
の塩酸及び先の乾燥焙焼工程での回収塩酸を合わせたト
ータルの塩酸回収率は、９８．５％であり、塩酸浸出工
程に十分使用できるものであった。

【００２０】実施例２：実施例１と同じ鉱石を使用し、
実施例１と同様に浸出・濾過した。ただし、浸出液に
は、実施例１で得られた回収塩酸に新酸を若干加えたも
のを使用した。浸出液からＳｉＯ₂ を除去した後、８０
℃に保持した浸出液を１．０×１０^-4ｋｗ／リットルの
撹拌強度で撹拌しながら、実施例１で回収した酸化マグ
ネシウムをＭｇ換算１４．５ｇ／分・リットルの添加速
度で添加した。浸出液のｐＨが１．４になった時点で、
生成した沈澱物を濾過洗浄し、乾燥焙焼した。濾過及び
洗浄には、実施例１と同じフィルタープレス式濾過機を
使用した。濾過に要した時間は３１分／１０００リット
ルであり、濾過性は良好であった。この処理によって得
られたＦｅ酸化物は、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ：９６．７％，Ｎｉ
Ｏ：０．１５％及びＭｇＯ：０．１６％の組成であっ
た。

【００２１】Ｆｅの沈澱物を除去した浸出液にＭｇＯ粉
末を添加し、ｐＨを６．９に調整した。生成した沈澱物
を濾過・洗浄し、乾燥・焙焼した。焙焼後に、Ｎｉ濃度
３３．１％のＮｉ酸化物が得られた。このときのＮｉ回
収率は、９４％であった。Ｎｉの沈澱物を除去した濾液
である塩化マグネシウム水溶液を、直接スプレーロース
ターで焙焼した。焙焼により、酸化マグネシウムが生成
された。また、発生したガスから塩酸を回収した。この
ときの塩酸及び先の乾燥焙焼工程での回収塩酸を合わせ
たトータルの塩酸回収率は、９９．０％であり、塩酸浸
出工程に十分使用できるものであった。

【００２２】実施例３：実施例２と同じ処理を行った。
ただし、中和工程では、ＳｉＯ₂ を除去した８０℃の浸
出液を１．５×１０^-5ｋｗ／リットルの撹拌強度で撹拌
しながら、実施例２で生成した酸化マグネシウムをスラ
リー状に調製したものをＭｇ換算５．０ｇ／分・リット
ルの添加速度で添加した。浸出液のｐＨが１．４になっ
た時点で、生成した沈澱物を濾過洗浄し、乾燥焙焼し
た。濾過及び洗浄には、実施例１と同じフィルタープレ
ス式濾過機を使用した。濾過に要した時間は２８分／１
０００リットルであり、濾過性は良好であった。この処
理によって得られたＦｅ酸化物は、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ：９６．
５％，ＮｉＯ：０．１４％及びＭｇＯ：０．１８％の組
成をもっていた。Ｆｅの沈澱物を除去した浸出液にＭｇ
Ｏ粉末を添加し、ｐＨを６．９に調整した。生成した沈
澱物を濾過・洗浄し、乾燥・焙焼した。焙焼後に、Ｎｉ
濃度３３．９％のＮｉ酸化物が得られた。このときのＮ
ｉ回収率は、９４．５％であった。

【００２３】実施例４：実施例２と同じ処理を行った。
ただし、浸出工程では、実施例３で回収した塩酸を使用
し、中和剤は水酸化マグネシウムを使用した。中和工程
では、ＳｉＯ₂を除去した８０℃の浸出液を１．４×１
０^-3ｋｗ／リットルの撹拌強度で撹拌しながら、水酸化
マグネシウムをＭｇ換算５．０ｇ／分・リットルの添加
速度で添加した。浸出液のｐＨが０．５になった時点
で、生成した沈澱物を濾過洗浄し、乾燥焙焼した。濾過
及び洗浄には、実施例１と同じフィルタープレス式濾過
機を使用した。濾過に要した時間は３５分／１０００リ
ットルであり、濾過性は良好であった。この処理によっ
て得られたＦｅ酸化物は、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ：９７．５％，Ｎ
ｉＯ：０．０５％及びＭｇＯ：０．０９％の組成をもっ
ていた。

【００２４】Ｆｅの沈澱物を除去した浸出液にＭｇＯ粉
末を添加し、ｐＨを６．５に調整した。生成した沈澱物
を濾過・洗浄し、乾燥・焙焼した。焙焼後に、Ｎｉ濃度
４５．２％のＮｉ酸化物が得られた。このときのＮｉ回
収率は、９５％であった。濾液である塩化マグネシウム
水溶液は、スプレードライヤーで乾燥させた後、ロータ
リキルンで８００℃に加熱することにより焙焼した。焙
焼により、酸化マグネシウムが生成された。また、発生
したガスから塩酸を回収した。

【００２５】実施例５：実施例１〜３で生成したＮｉ酸
化物（Ｎｉ：４２．８％）を、電気炉でＮｉ含有合金を
溶製する際に使用した。先ず、電気炉でスクラップを溶
解し、Ｃｒ：１８．０４％，Ｎｉ：５．０％及びＣ：
２．８％の粗溶湯を用意した。目標１８Ｃｒ−８Ｎｉス
テンレス鋼１トン当り７０．５ｋｇの割合で、Ｎｉ酸化
物を粗溶湯に塊状コークス及び石灰，珪砂等のフラック
スと共に連続的に投入した。Ｎｉ酸化物の投入により、
溶湯中のＮｉ量が約３％上昇し、８％となった。このと
き、Ｎｉ回収率９９％で、Ｎｉ酸化物はほぼ完全に還元
された。また、還元速度も、従来のＮｉ源を使用した場
合と実質的な相違はみられなかった。

【００２６】実施例６：実施例１〜３で生成したＮｉ酸
化物（Ｎｉ：４２．８％）を、溶融還元法でＮｉ含有合
金を溶製する際に使用した。先ず、溶解炉でスクラップ
を溶解し、Ｃｒ：１４．５％，Ｎｉ：４．６％，Ｃ：
２．２及びＳｉ：０．５％の粗溶湯を用意した。粗溶湯
を種湯として転炉型溶融還元炉に移し、酸素吹錬後に、
アルゴン撹拌しながら脱炭精練した。このとき、撹拌ガ
スと共にＮｉ酸化物を、目標１８Ｃｒ−８Ｎｉステンレ
ス鋼１トン当り８６ｋｇの割合で連続的に吹込んだ。ま
た、石灰，珪砂等の造滓材と共に、１４３ｋｇ／トン−
目標ステンレス鋼の割合でＣｒ鉱石予備還元ペレットを
連続的に投入した。Ｎｉ酸化物の吹込みにより、溶湯中
のＮｉ量が約３．４％上昇し、８％となり、最終的に１
８Ｃｒ−８Ｎｉステンレス鋼粗溶湯が得られた。

【００２７】比較例１：実施例１と同じ処理を行った。
ただし、第１段中和工程では、１．０×１０^-4ｋｗ／リ
ットルの撹拌強度で撹拌しながら中和材をＭｇ換算１７
ｇ／分・リットルの添加速度で添加した。ｐＨが０．５
になった時点で、生成した沈澱物を、総面積３．３９２
ｍ² のフィルタープレス式濾過機を用いて濾過しようと
したが、濾過が困難であったため、完全に脱水するには
３５分／１０００リットルを必要とした。Ｆｅの沈澱物
を除去した浸出液にＭｇＯ粉末を添加し、ｐＨを５．３
に調整した。生成した沈澱物を濾過・洗浄し、乾燥・焙
焼した。焙焼後に、Ｎｉ濃度５４．８％のＮｉ酸化物が
得られた。このとき、８５％と低い回収率であった。濾
液の塩化マグネシウム水溶液は、スプレードライヤーで
乾燥させた後、ロータリキルンで８００℃に加熱するこ
とにより焙焼した。焙焼により、酸化マグネシウムが生
成された。また、発生したガスから塩酸を回収した。

【００２８】比較例２：実施例１と同様な処理を行っ
た。ただし、中和工程では、ＳｉＯ₂ を除去した８０℃
の浸出液を０．５×１０^-6ｋｗ／リットルの撹拌強度で
撹拌しながら、中和剤をＭｇ換算５．０ｇ／分・リット
ルの添加速度で添加した。浸出液のｐＨが０．５になっ
た時点で、生成した沈澱物を濾過洗浄し、乾燥焙焼し
た。濾過に要した時間は４１分／１０００リットルであ
り、濾過性は良好であった。Ｆｅの沈澱物を除去した浸
出液にＭｇＯ粉末を添加し、ｐＨを７．１に調整した。
生成した沈澱物を濾過・洗浄し、乾燥・焙焼した。焙焼
後に、Ｎｉ酸化物が生成したが、Ｎｉ濃度が１２．４％
と低いものであった。このときのＮｉ回収率は、９４％
であった。

【００２９】比較例３：実施例１と同様な処理を行っ
た。ただし、中和工程では、ＳｉＯ₂ を除去した８０℃
の浸出液を１．６×１０^-3ｋｗ／リットルの撹拌強度で
撹拌しながら、中和剤をＭｇ換算５．０ｇ／分・リット
ルの添加速度で添加した。浸出液のｐＨが１．７になっ
た時点で、生成した沈澱物を濾過洗浄し、乾燥焙焼し
た。濾過及び洗浄には、比較例１と同じフィルタープレ
ス式濾過機を使用した。濾過に要した時間は、６６分／
１０００リットルであり、実施例に比較して濾過性が劣
っていた。この処理によって得られたＦｅ酸化物は、Ｆ
ｅ₂ Ｏ₃ ：９２．２％，ＮｉＯ：４．８％及びＭｇＯ：
０．１２％の組成をもっていた。Ｆｅの沈澱物を除去し
た浸出液にＭｇＯ粉末を添加し、ｐＨを６．５に調整し
た。生成した沈澱物を濾過・洗浄し、乾燥・焙焼した。
焙焼後に、Ｎｉ濃度５６．１％のＮｉ酸化物が生成した
が、６５％の低いＮｉ回収率であった。

【００３０】比較例４：実施例１と同様な処理を行っ
た。ただし、中和工程では、ＳｉＯ₂ を除去した８０℃
の浸出液を１．０×１０^-4ｋｗ／リットルの撹拌強度で
撹拌しながら、中和剤をＭｇ換算５．０ｇ／分・リット
ルの添加速度で添加した。ｐＨ＜０．０で中和を止め、
生成した沈澱物を濾過洗浄し、乾燥焙焼した。濾過及び
洗浄には、比較例１と同じフィルタープレス式濾過機を
使用した。濾過に要した時間は、２８分／１０００リッ
トルであり、濾過性に問題はなかった。この処理によっ
て得られたＦｅ酸化物は、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ：９８．５％，Ｎ
ｉＯ：０．０１％及びＭｇＯ：０．０５％の組成をもっ
ていた。Ｆｅの沈澱物を除去した浸出液にＭｇＯ粉末を
添加し、ｐＨを６．５に調整した。生成した沈澱物を濾
過・洗浄し、乾燥・焙焼した。得られたＮｉ酸化物は、
Ｎｉ濃度が１８．２％と極めて低く、５３．８％ものＦ
ｅが混入していた。このときのＮｉ回収率は、９４％で
あった。

【００３１】比較例５：実施例４と同様な処理を行っ
た。ただし、中和工程では、ｐＨ１．７まで中和し、生
成した沈澱物を濾過洗浄し、乾燥焙焼した。濾過及び洗
浄には、実施例１と同じフィルタープレス式濾過機を使
用した。濾過に要した時間は、２９分／１０００リット
ルであり、濾過性に問題はなかった。Ｆｅの沈澱物を除
去した浸出液にＭｇＯ粉末を添加し、ｐＨを５．３に調
整した。生成した沈澱物を濾過・洗浄し、乾燥・焙焼し
た。得られたＮｉ酸化物は、Ｎｉ濃度が４６．４％であ
った。しかし、Ｎｉ回収率は、５５．３％に過ぎなかっ
た。

【００３２】比較例６：実施例４と同様な処理を行っ
た。ただし、中和工程では、ＳｉＯ₂ を除去した８０℃
の浸出液を０．５×１０^-5ｋｗ／リットルの撹拌強度で
撹拌しながら中和剤を添加した。その他の条件は、実施
例４と同じｐＨ及び中和剤添加速度を採用した。生成し
た沈澱物を濾過洗浄し、乾燥焙焼した。濾過及び洗浄に
は、実施例１と同じフィルタープレス式濾過機を使用し
た。濾過に要した時間は、４０分／１０００リットルで
あった。Ｆｅの沈澱物を除去した浸出液にＭｇＯ粉末を
添加し、ｐＨを６．５に調整した。生成した沈澱物を濾
過・洗浄し、乾燥・焙焼した。得られたＮｉ酸化物は、
Ｎｉ濃度が１５．５％と極めて低いものであった。この
ときのＮｉ回収率は、９３％であった。

【００３３】比較例７：実施例４と同様な処理を行っ
た。ただし、中和工程では、ＳｉＯ₂ を除去した８０℃
の浸出液を１．６×１０^-3ｋｗ／リットルの撹拌強度で
撹拌しながら中和剤を添加した。その他の条件は、実施
例４と同じｐＨ及び中和剤添加速度を採用した。生成し
た沈澱物を濾過洗浄し、乾燥焙焼した。濾過及び洗浄に
は、実施例１と同じフィルタープレス式濾過機を使用し
た。濾過に要した時間は、実施例４に比較して長時間の
６０分／１０００リットルであった。Ｆｅの沈澱物を除
去した浸出液にＭｇＯ粉末を添加し、ｐＨを６．５に調
整した。生成した沈澱物を濾過・洗浄し、乾燥・焙焼し
た。得られたＮｉ酸化物はＮｉ濃度５６．０％であり、
このときのＮｉ回収率は、９３％であった。

【００３４】比較例８：実施例４と同様な処理を行っ
た。ただし、中和工程では、中和剤をＭｇ換算０．６ｇ
／分・リットルの添加速度で添加し、１．０×１０^-4ｋ
ｗ／リットルの撹拌強度で撹拌しながら中和剤を添加し
た。ｐＨ条件は、実施例４と同じに設定した。生成した
沈澱物を濾過洗浄し、乾燥焙焼した。濾過及び洗浄に
は、実施例１と同じフィルタープレス式濾過機を使用し
た。濾過に要した時間は、３０分／１０００リットルで
あった。Ｆｅの沈澱物を除去した浸出液にＭｇＯ粉末を
添加し、ｐＨを６．５に調整した。生成した沈澱物を濾
過・洗浄し、乾燥・焙焼した。得られたＮｉ酸化物はＮ
ｉ濃度４５．０％であり、このときのＮｉ回収率は、９
４％であった。しかし、中和剤の添加速度をＭｇ換算
０．６ｇ／分・リットルとしたことから、全体の生産速
度が中和工程で律速され、実施例４に比較して著しく生
産性が低下した。また、中和時に消費した撹拌エネルギ
ーも、２倍に上昇した。

【００３５】比較例９：実施例４と同様な処理を行っ
た。ただし、中和工程では、ＳｉＯ₂ を除去した８０℃
の浸出液を１．０×１０^-4ｋｗ／リットルの撹拌強度で
撹拌しながら中和剤をＭｇ換算１７．０ｇ／分・リット
ルの添加速度で添加した。ｐＨ条件は、実施例４と同じ
に設定した。生成した沈澱物を濾過洗浄し、乾燥焙焼し
た。濾過及び洗浄には、実施例１と同じフィルタープレ
ス式濾過機を使用した。濾過に要した時間は、実施例４
に比較して長時間の６５分／１０００リットルであっ
た。Ｆｅの沈澱物を除去した浸出液にＭｇＯ粉末を添加
し、ｐＨを６．５に調整した。生成した沈澱物を濾過・
洗浄し、乾燥・焙焼した。得られたＮｉ酸化物はＮｉ濃
度４４．０％であり、このときのＮｉ回収率は、９５％
であった。以上の実施例及び比較例について、中和条
件，濾過時間，回収率，Ｍｇ除去率及び得られた酸化物
中の各元素の濃度を表２に対比して示す。

【表２】

【００３６】実施例では、Ｎｉ濃度３０〜６０％のＮｉ
酸化物が９５％前後のＮｉ回収率で得られ、また濾過時
間も３０分／１０００リットル前後と良好である。これ
に対し、比較例１では、中和剤の添加速度が適性範囲か
ら外れた速い速度であるため、沈澱物の濾過が困難であ
った。比較例２では、第２段中和工程のｐＨが適性範囲
よりも高く、撹拌強度が弱かったため、中和剤の溶解が
進行せず多量のＭｇが酸化物に混入した。比較例３で
は、第１段中和工程のｐＨが適性範囲よりも高く、Ｆｅ
の沈澱物にＮｉが混入し、Ｎｉ回収率が低い値を示し
た。比較例４では、逆に第１段中和工程のｐＨが適性範
囲よりも低く、Ｎｉの沈澱物に多量のＦｅが混入し、Ｎ
ｉ濃度が低いＮｉ酸化物が回収された。比較例５でも、
ｐＨが適性範囲から外れたため、Ｎｉの回収率が低下し
た。比較例６及び７では、撹拌強度が適性範囲から外れ
たため、Ｎｉ酸化物のＮｉ濃度が低下したり、Ｎｉ回収
率が低下する結果となった。比較例８では、中和速度が
遅いことから、生産性の低下やエネルギー消費量の増加
を招くことになった。比較例９では、他の条件が適切で
あっても、比較例１と同様に中和剤の添加速度が速すぎ
たことから、濾過性に問題を生じた。この対比から明ら
かなように、本発明で規定した条件が満足されるとき、
初めて高濃度のＮｉ酸化物が高回収率で得られ、しかも
良好な生産性が維持されることが判る。

【００３７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、珪酸苦土ニッケル鉱石を塩酸で浸出し、浸出液を中
和して鉱石中の有価金属を回収する際、中和時の撹拌及
び中和剤添加速度を適切な条件に設定すると共に、二段
階中和工程を採用することにより、従来困難であったＦ
ｅを主成分とする沈澱物の濾過を容易にし、且つＦｅ及
びＮｉの酸化物をそれぞれ高回収率で分別回収してい
る。Ｎｉ酸化物は、Ｎｉ濃度が高いことから、Ｎｉ含有
合金を溶製する際に電気炉等の溶解炉に直接投入するこ
とができ、従来の高価なＮｉ原料を必要とすることなく
Ｎｉ含有合金の安価な溶製を可能にする。また、耐火物
原料である酸化マグネシウムやシリカ等が副産物として
得られる。しかも、処理に必要な塩酸や中和剤も再生さ
れ、系内でリサイクルされるため、非常に優れた処理方
法となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理方法を示すフロー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２２Ｂ 3/00 Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】珪酸苦土ニッケル鉱石を塩酸で浸出し、Ｓ
ｉＯ₂ を主成分とする浸出残渣を分離する浸出工程、ＳｉＯ₂ 除去後の浸出液を撹拌強度１．０×１０^-5〜
１．５×１０^-3ｋｗ／リットルで撹拌しながら、目標ｐ
Ｈを０．０〜１．５として添加速度１．２〜１５．０ｇ
−Ｍｇ／分・リットルで中和剤を添加し、沈澱したＦｅ
を除去する第１段中和工程、目標ｐＨを５．５〜７．０として引き続き中和剤を添加
し、Ｎｉを沈澱させる第２段中和工程、Ｎｉの沈澱物を濾過及び洗浄して塩化マグネシウム水溶
液から分離する濾過洗浄工程、分離したＦｅ及びＮｉの沈澱物を個別に乾燥及び焙焼す
ることにより、Ｆｅ及びＮｉの酸化物を製造する乾燥焙
焼工程、及び前記濾過洗浄工程で得られた濾液を乾燥及
び焙焼して塩酸を回収すると共に、酸化マグネシウムを
再生する塩酸回収工程を経る珪酸苦土ニッケル鉱石の処
理方法。
【請求項２】請求項１記載の中和剤が酸化マグネシウ
ム，水酸化マグネシウム，炭酸マグネシウム及び／又は
マグネシアを含む鉱物又は該鉱物をスラリー状にしたも
の、或いは請求項１記載の塩酸回収工程で再生した酸化
マグネシウムである珪酸苦土ニッケル鉱石の処理方法。