JP6953835B2 - Oxidized ore smelting method - Google Patents
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Description
本発明は、酸化鉱石の製錬方法に関するものであり、例えば、ニッケル酸化鉱等を原料として炭素質還元剤により還元することで還元物を得る製錬方法に関する。 The present invention relates to a method for smelting an oxide ore, and for example, relates to a smelting method for obtaining a reduced product by reducing nickel oxide ore or the like as a raw material with a carbonaceous reducing agent.
酸化鉱石の一種であるリモナイトあるいはサプロライトと呼ばれるニッケル酸化鉱石の製錬方法として、熔錬炉を使用してニッケルマットを製造する乾式製錬方法、ロータリーキルンあるいは移動炉床炉を使用して鉄とニッケルの合金であるフェロニッケルを製造する乾式製錬方法、オートクレーブを使用してミックスサルファイドを製造する湿式製錬方法等が知られている。 As a method for smelting nickel oxide ore called limonite or saprolite, which is a type of oxide ore, a pyrometallurgical method for producing nickel matte using a smelting furnace, iron and nickel using a rotary kiln or a mobile hearth furnace. There are known pyrometallurgical methods for producing ferrometallurgy, which is an alloy of the above, and wet smelting methods for producing mixed smelted using an ore.
上述した様々な方法の中で、特に乾式製錬法を用いてニッケル酸化鉱石を還元して製錬する場合、反応を進めるために原料のニッケル酸化鉱石を適度な大きさに破砕する等して塊状物化する処理が前処理として行われる。 Among the various methods described above, especially when the nickel oxide ore is reduced and smelted by using a pyrometallurgical method, the raw material nickel oxide ore is crushed to an appropriate size in order to proceed with the reaction. The process of agglomerating is performed as a pretreatment.
具体的に、ニッケル酸化鉱石を塊状物化する、すなわち粉状や微粒状の鉱石を塊状にする際には、そのニッケル酸化鉱石と、それ以外の成分、例えばバインダーやコークス等の還元剤とを混合して混合物とし、さらに水分調整等を行った後に塊状物製造機に装入して、例えば一辺あるいは直径が10mm〜30mm程度の塊状物(ペレット、ブリケット等を指す。以下、単に「ペレット」という)とするのが一般的である。 Specifically, when the nickel oxide ore is agglomerated, that is, when the powdery or finely granular ore is agglomerated, the nickel oxide ore is mixed with other components, for example, a reducing agent such as a binder or coke. After the water content is adjusted, the mixture is charged into a lump manufacturing machine, and for example, a lump (pellet, briquette, etc.) having a side or a diameter of about 10 mm to 30 mm is simply referred to as "pellet". ) Is common.
塊状物化して得られるペレットには、含有する水分を「飛ばす」ために、ある程度の通気性が必要となる。さらに、その後の還元処理においてペレット内で均一に還元が進まないと、得られる還元物の組成が不均一になり、メタルが分散したり偏在したりする等の不都合が生じる。そのため、ペレットを作製する際には混合物を均一に混合したり、得られたペレットを還元する際には可能な限り均一な温度を維持することが重要となる。 The pellets obtained in the form of agglomerates need to have a certain degree of air permeability in order to "fly" the contained moisture. Further, if the reduction does not proceed uniformly in the pellets in the subsequent reduction treatment, the composition of the obtained reduced product becomes non-uniform, causing inconveniences such as metal being dispersed or unevenly distributed. Therefore, it is important to mix the mixture uniformly when producing the pellets and to maintain the temperature as uniform as possible when reducing the obtained pellets.
加えて、還元処理により生成するメタル(フェロニッケル)を粗大化させることも非常に重要な技術である。生成したフェロニッケルが、例えば数10μm〜数100μm以下の細かな大きさであった場合、同時に生成するスラグと分離することが困難となり、フェロニッケルとしての回収率(収率)が大きく低下してしまう。そのため、還元後のフェロニッケルを粗大化する処理が必要となる。 In addition, coarsening the metal (ferronickel) produced by the reduction treatment is also a very important technique. When the produced ferronickel has a fine size of, for example, several tens of μm to several hundreds of μm or less, it becomes difficult to separate it from the slag produced at the same time, and the recovery rate (yield) as ferronickel is greatly reduced. It ends up. Therefore, a treatment for coarsening the reduced ferronickel is required.
さらに、製錬コストをいかに低く抑えられるかも重要な技術的課題であり、コンパクトな設備で操業することができる連続処理が望まれている。 Furthermore, how low the smelting cost can be kept is also an important technical issue, and continuous processing that can be operated with compact equipment is desired.
例えば、特許文献1には、フェロニッケルの製造方法に関する技術が開示されており、特に、低品位の酸化ニッケル鉱石から高効率でフェロニッケル又はフェロニッケル製錬原料を製造する方法が開示されている。具体的には、酸化ニッケル及び酸化鉄を含有する原料と炭素質還元材とを混合して混合物とする混合工程と、その混合物を移動炉床炉内で加熱し還元して還元混合物を得る還元工程と、還元混合物を溶解炉で溶解してフェロニッケルを得る溶解工程と、を備えた方法が開示されている。
For example,
ここで、特許文献1には、還元混合物中のNiの金属化率を40%以上、好ましくは85%以上とすることにより、還元混合物中に残留する酸化ニッケルを溶解炉で還元するのに必要な還元所要熱が少なくなり、溶解炉におけるエネルギー消費量を低減できる、との記載がある。しかしながら、還元混合物中のNiの金属化率(以下、「メタル化率」ともいう)を高くして溶融炉で還元するのに必要な還元所要熱を少なくしても、Niをメタル化するのに必要な熱量そのものは同じであるため、全体でみるとエネルギーの消費量を低減することにはならず、従って製錬コストを低減することにはならない。
Here,
また、特許文献1には、移動炉床炉内で還元された還元塊成物(還元混合物)は、移動炉床炉内に設けられた輻射式冷却板や冷媒吹き付け装置等により通常1000℃程度に冷却してから排出装置で排出される、との記載がある。しかしながら、還元塊成物を1000℃程度以下まで冷却してから移動炉床炉から排出して回収するのでは、その移動炉床炉が冷えてしまい、還元するために再度温度を上げるためのエネルギーを要し、コストがかかってしまう。また、冷却、加熱を繰り返すことで炉への熱衝撃が高まり、装置寿命を縮めてしまい、これもコストアップにつながる要因となる。
Further, in
このように、原料のニッケル酸化鉱石鉱を混合し、その混合物を還元して、メタルを製造するにあたり、生産性を向上させるとともに、製造コストを抑えながら高品質のメタルを製造するには、多くの問題があった。 In this way, when the raw material nickel oxide ore is mixed and the mixture is reduced to produce metal, there are many ways to improve productivity and produce high quality metal while suppressing the production cost. There was a problem.
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、ニッケル酸化鉱石等の酸化鉱石を含む混合物を還元することでメタルを製造する製錬方法において、エネルギーコストを有効に低減させて、高い生産性でもって、高品質のメタルを効率的に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 effectively reduces energy costs in a smelting method for producing metal by reducing a mixture containing oxide ore such as nickel oxide ore. It is an object of the present invention to provide a method capable of efficiently producing high quality metal with high productivity.
本発明者らは、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、金属酸化物の原料を含む混合物に対して、乾燥工程と、予熱工程と、回転炉床炉を使用した還元工程と、冷却工程とを順に実行する還元処理を施し、特にその冷却工程において2段階に分けた特定の冷却処理を施すことによって、効率的な製錬処理を行うことができることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors have made extensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, the mixture containing the raw material of the metal oxide is subjected to a reduction treatment in which a drying step, a preheating step, a reduction step using a rotary hearth furnace, and a cooling step are sequentially executed, and in particular, the cooling step. In the above, it was found that an efficient smelting process can be performed by performing a specific cooling process divided into two stages, and the present invention has been completed.
(1)本発明の第1の発明は、酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合して得られた混合物を乾燥する乾燥工程と、乾燥させた混合物を予熱する予熱工程と、炉床が回転する回転炉床炉を用いて、予熱後の混合物を還元する還元工程と、得られた還元物を冷却する冷却工程と、を有する還元処理工程を含み、前記冷却工程では、前記還元物に対する冷却処理を2段階に分けて該還元物を段階的に冷却し、1段階目の冷却処理を前記還元工程における還元処理を実行した前記回転炉床炉の炉内にて行い、2段階目の冷却処理を該回転炉床炉の炉外にて行う、酸化鉱石の製錬方法である。 (1) The first invention of the present invention includes a drying step of drying a mixture obtained by mixing an oxide ore and a carbonaceous reducing agent, a preheating step of preheating the dried mixture, and a hearth rotating. A reduction treatment step including a reduction step of reducing the preheated mixture and a cooling step of cooling the obtained reduced product by using a rotary hearth furnace is included, and the cooling step includes cooling of the reduced product. The treatment is divided into two stages, the reduced product is cooled stepwise, and the first stage cooling treatment is performed in the furnace of the rotary hearth furnace in which the reduction treatment in the reduction step is executed, and the second stage cooling is performed. This is a method for smelting oxide ore, in which the treatment is performed outside the rotary hearth furnace.
(2)本発明の第2の発明は、第1の発明において、前記還元工程では、還元温度を1200℃以上1450℃以下として還元する、酸化鉱石の製錬方法である。 (2) The second invention of the present invention is, in the first invention, a method for smelting an oxidized ore in which the reduction temperature is reduced to 1200 ° C. or higher and 1450 ° C. or lower in the reduction step.
(3)本発明の第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記冷却工程では、1段階目の冷却処理において前記還元物の温度を700℃以上1280℃以下の範囲に冷却する、酸化鉱石の製錬方法である。 (3) In the third invention of the present invention, in the first or second invention, in the cooling step, the temperature of the reduced product is cooled to a range of 700 ° C. or higher and 1280 ° C. or lower in the first step cooling treatment. , A method of smelting oxide ore.
(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、前記冷却工程において2段階目の冷却処理を経て得られる前記還元物の温度は600℃以上である、酸化鉱石の製錬方法である。 (4) In the fourth invention of the present invention, in any one of the first to third inventions, the temperature of the reduced product obtained through the second-step cooling treatment in the cooling step is 600 ° C. or higher. This is a method for smelting oxidized ore.
(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、前記還元工程を経て得られた還元物を、回転炉床炉内で所定の温度に保持する温度保持工程をさらに有し、前記温度保持工程にて前記還元物を所定の時間で保持した後に、該還元物を前記冷却工程に供給する、酸化鉱石の製錬方法である。 (5) In the fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth inventions, the temperature holding of the reduced product obtained through the reduction step is maintained at a predetermined temperature in the rotary hearth furnace. A method for smelting an oxide ore, which further comprises a step, in which the reduced product is held for a predetermined time in the temperature holding step, and then the reduced product is supplied to the cooling step.
(6)本発明の第6の発明は、第5の発明において、前記還元工程における処理と前記温度保持工程における処理とを同一の回転炉床炉内にて実行し、前記冷却工程では、該回転炉床炉内で、所定の時間で保持された還元物に対して1段階目の冷却処理を施す、酸化鉱石の製錬方法である。 (6) In the sixth invention of the present invention, in the fifth invention, the treatment in the reduction step and the treatment in the temperature holding step are executed in the same rotary hearth furnace, and in the cooling step, the treatment is performed. This is a method for smelting oxide ore, in which a first-stage cooling treatment is performed on a reduced product held for a predetermined time in a rotary hearth furnace.
(7)本発明の第7の発明は、第5又は第6の発明において、前記温度保持工程では、前記還元物を1300℃以上1500℃以下の温度に保持する、酸化鉱石の製錬方法である。 (7) The seventh invention of the present invention is the method for smelting oxide ore in the fifth or sixth invention, in which the reduced product is maintained at a temperature of 1300 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower in the temperature holding step. be.
(8)本発明の第8の発明は、第1乃至第7のいずれかの発明において、前記予熱工程における処理を、前記還元工程における処理を行う同一の回転炉床炉内にて実行する、酸化鉱石の製錬方法である。 (8) In the eighth invention of the present invention, in any one of the first to seventh inventions, the treatment in the preheating step is executed in the same rotary hearth furnace in which the treatment in the reduction step is performed. This is a method for smelting oxidized ore.
(9)本発明の第9の発明は、第1乃至第8のいずれかの発明において、前記乾燥工程にて乾燥させる前記混合物は、少なくとも、酸化鉱石と、炭素質還元剤とを混合して混合物を得る混合処理工程と、得られた混合物を塊状化する処理又は所定の容器に充填する処理を行う前処理工程と、を経て得られたものである、酸化鉱石の製錬方法である。 (9) In the ninth aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects, the mixture to be dried in the drying step is a mixture of at least an oxide ore and a carbonaceous reducing agent. It is a method for smelting oxide ore, which is obtained through a mixing treatment step of obtaining a mixture and a pretreatment step of agglomerating the obtained mixture or filling a predetermined container.
(10)本発明の第10の発明は、第1乃至第9のいずれかの発明において、前記還元処理工程における前記冷却工程にて所定の温度に冷却した還元物を、メタルとスラグとに分離して回収する分離工程を有する、酸化鉱石の製錬方法である。 (10) In the tenth aspect of the present invention, in any one of the first to ninth inventions, the reduced product cooled to a predetermined temperature in the cooling step in the reduction treatment step is separated into metal and slag. This is a method for smelting oxide ore, which has a separation step of recovering the slag.
(11)本発明の第11の発明は、第1乃至第10のいずれかの発明において、酸化鉱石は、ニッケル酸化鉱石である、酸化鉱石の製錬方法である。 (11) The eleventh invention of the present invention is a method for smelting an oxide ore, which is a nickel oxide ore in any one of the first to tenth inventions.
(12)本発明の第12の発明は、第1乃至第11のいずれかの発明において、前記還元物は、フェロニッケルを含有する、酸化鉱石の製錬方法である。 (12) The twelfth invention of the present invention is the method for smelting an oxide ore in which the reduced product contains ferronickel in any one of the first to eleventh inventions.
本発明によれば、酸化鉱石を含む混合物を還元することでメタルを製造する製錬方法において、エネルギーコストを有効に低減させて、高い生産性でもって、高品質のメタルを効率的に製造することができる。 According to the present invention, in a smelting method for producing metal by reducing a mixture containing oxide ore, energy cost is effectively reduced, and high quality metal is efficiently produced with high productivity. be able to.
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. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without changing the gist of the present invention. Further, in the present specification, the notation "X to Y" (X and Y are arbitrary numerical values) means "X or more and Y or less".
≪1.本発明の概要≫
本発明に係る酸化鉱石の製錬方法は、酸化鉱石を原料として、その酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合して混合物とし、得られた混合物を高温下で還元処理に付して還元物であるメタルを製造する方法である。例えば、酸化鉱石として、酸化ニッケルや酸化鉄等を含有するニッケル酸化鉱石を原料とし、そのニッケル酸化鉱石を炭素質還元剤と混合して、高温下において、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することで鉄とニッケルの合金であるフェロニッケルを製造する方法が挙げられる。
≪1. Outline of the present invention ≫
In the method for smelting an oxidized ore according to the present invention, an oxidized ore is used as a raw material, the oxide ore and a carbonaceous reducing agent are mixed to form a mixture, and the obtained mixture is subjected to a reduction treatment at a high temperature to reduce the product. It is a method of manufacturing the metal. For example, as an oxide ore, nickel oxide ore containing nickel oxide, iron oxide, etc. is used as a raw material, and the nickel oxide ore is mixed with a carbonaceous reducing agent to preferentially reduce nickel contained in the mixture at a high temperature. Further, there is a method of producing ferronickel, which is an alloy of iron and nickel, by partially reducing iron.
具体的に、本発明に係る酸化鉱石の製錬方法は、酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合して得られた混合物を乾燥する乾燥工程と、乾燥させた混合物を予熱する予熱工程と、炉床が回転する回転炉床炉を用いて予熱後の混合物を還元する還元工程と、得られた還元物を冷却する冷却工程と、を有する還元処理工程を含む。そして、還元物を冷却する冷却工程では、その還元物に対する冷却処理を2段階に分けてその還元物を段階的に冷却するようにし、1段階目の冷却処理を還元工程における還元処理を実行した回転炉床炉の炉内にて行い、2段階目の冷却処理をその回転炉床炉の炉外にて行うことを特徴としている。 Specifically, the method for smelting an oxide ore according to the present invention includes a drying step of drying a mixture obtained by mixing an oxide ore and a carbonaceous reducing agent, and a preheating step of preheating the dried mixture. It includes a reduction treatment step including a reduction step of reducing the preheated mixture using a rotary hearth furnace in which the hearth rotates, and a cooling step of cooling the obtained reduced product. Then, in the cooling step of cooling the reduced product, the cooling treatment for the reduced product was divided into two stages to cool the reduced product in stages, and the first stage cooling treatment was executed in the reduction step. It is characterized in that it is performed inside the rotary hearth furnace and the second stage cooling process is performed outside the rotary hearth furnace.
このような製錬方法によれば、還元処理を経て得られた還元物を2段階に分けて段階的に冷却するようにしていることから、1段階目の冷却温度を比較的高めに設定することができる。特に、この冷却工程では、1段階目の冷却処理を、還元処理が施されたその回転炉床炉の炉内にて行うようにしているため、その冷却処理を実行した回転炉床炉の炉床の温度を高めに維持することができ、その炉床が予熱工程や還元工程に戻った際にも、各工程における処理の適正温度にまで加熱するためのエネルギーを低減することができる。 According to such a smelting method, the reduced product obtained through the reduction treatment is divided into two stages and cooled in stages, so that the cooling temperature in the first stage is set relatively high. be able to. In particular, in this cooling step, since the first-stage cooling treatment is performed in the furnace of the rotary hearth furnace that has been subjected to the reduction treatment, the furnace of the rotary hearth furnace that has executed the cooling treatment. The temperature of the floor can be maintained high, and even when the hearth returns to the preheating step or the reduction step, the energy for heating to the appropriate temperature for the treatment in each step can be reduced.
これにより、回転炉床炉内における温度差を減らすことができ、その結果として、炉床や炉壁に加わる熱応力を低減させ、炉の寿命を延ばすことができる。また、操業中の不具合も有効に減らすことができる。 As a result, the temperature difference in the rotary hearth furnace can be reduced, and as a result, the thermal stress applied to the hearth and the furnace wall can be reduced, and the life of the furnace can be extended. In addition, defects during operation can be effectively reduced.
さらに、2段階目の冷却処理を回転炉床炉の外にて行うようにしているため、その2段階目の冷却処理の目標温度を、回転炉床炉の適正温度とは独立して設定することができる。このため、予熱工程や還元工程の処理時間等に影響を及ぼすことなく、目的に合わせて適宜調整することができる。 Furthermore, since the second stage cooling process is performed outside the rotary hearth furnace, the target temperature of the second stage cooling process is set independently of the appropriate temperature of the rotary hearth furnace. be able to. Therefore, it can be appropriately adjusted according to the purpose without affecting the processing time of the preheating step and the reducing step.
またさらに、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、後述する分離工程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 stepwise over two stages and setting the temperature relatively high in the first stage cooling treatment, the metal components generated in the reduced product are sufficiently precipitated and coarse. Can be made. As a result, in the separation step S4 described later, the target ferronickel metal can be easily separated and efficiently recovered.
以下では、本発明の具体的な実施形態(以下、「本実施の形態」という)として、ニッケル酸化鉱石の製錬方法を例に挙げて説明する。上述したように、製錬原料であるニッケル酸化鉱石は、酸化ニッケル(NiO)と酸化鉄(Fe2O3)とを少なくとも含むものであり、そのニッケル酸化鉱石を製錬原料として還元処理することすることで、メタルとして鉄−ニッケル合金(フェロニッケル)を製造することができる。 Hereinafter, as a specific embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as “the present embodiment”), a method for smelting nickel oxide ore will be described as an example. As described above, the nickel oxide ore as a smelting raw material contains at least nickel oxide (NiO) and iron oxide (Fe 2 O 3 ), and the nickel oxide ore is reduced as a smelting raw material. By doing so, an iron-nickel alloy (ferronickel) can be produced as a metal.
なお、本発明は、酸化鉱石としてニッケル酸化鉱石に限定されるものではなく、製錬方法としても酸化ニッケル等を含むニッケル酸化鉱石からフェロニッケルを製造する方法に限られるものではない。 The present invention is not limited to the nickel oxide ore as the oxide ore, and the smelting method is not limited to the method of producing ferronickel from the nickel oxide ore containing nickel oxide or the like.
≪2.ニッケル酸化鉱の製錬方法≫
本実施の形態に係るニッケル酸化鉱の製錬方法は、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た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 ≫
The method for smelting nickel oxide ore according to the present embodiment is to mix and knead nickel oxide ore, which is a raw material for smelting, with a carbonaceous reducing agent or the like to prepare a mixture, and to reduce the mixture. , A method of producing ferronickel, which is a metal, and slag. Ferronickel, which is a metal, can be recovered by separating the metal from a mixture containing the metal and slag obtained through the 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、この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を得る混合処理工程S1と、得られた混合物を塊状化あるいは所定の容器に充填する還元投入前処理工程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して回収する分離工程S4と、を有する。 FIG. 1 is a process diagram showing an example of a flow of a method for smelting nickel oxide ore. As shown in FIG. 1, this method for smelting nickel oxide ore includes a mixing treatment step S1 in which a nickel oxide ore and a material such as a carbonaceous reducing agent are mixed to obtain a mixture, and the obtained mixture is agglomerated or agglomerated. The metal is separated from the mixture containing the metal and slag produced by the reduction treatment, the reduction injection pretreatment step S2 for filling a predetermined container, the reduction treatment step S3 for reducing the mixture at a predetermined temperature (reduction temperature), and the reduction treatment. It has a separation step S4 for collecting.
<2−1.混合処理工程>
混合処理工程S1は、ニッケル酸化鉱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 treatment step S1 is a step of mixing the raw material powder containing nickel oxide ore to obtain a mixture. Specifically, in the mixing treatment step S1, the raw material ore, nickel oxide ore, carbonaceous reducing agent, and, if necessary, iron ore, flux component, binder, etc., for example, have a particle size of 0.2 mm to 0. A mixture is obtained by mixing with a raw material powder of about 0.8 mm at 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 as a 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、この炭素質還元剤は、原料鉱石である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。 The carbonaceous reducing agent is not particularly limited, and examples thereof include coal powder and coke powder. It is preferable that the carbonaceous reducing agent has a size equivalent to the particle size and particle size distribution of the nickel oxide ore, which is the raw material ore, because it is easy to mix uniformly and the reduction reaction is likely to proceed 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とができる。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、高品質のフェロニッケルを製造することができる。このように、好ましくは、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60質量%以下の炭素量の割合とすることで、混合物の表面に金属成分により生成した殻(メタルシェル)を均一に生成させて生産性を向上させることができ、またニッケル品位の高い高品質なフェロニッケルを得ることができ、好ましい。 The mixing amount of the carbonaceous reducing agent is the chemical equivalent required to reduce the total amount of nickel oxide constituting the nickel oxide ore to nickel metal, and the chemical equivalent required to reduce iron oxide (ferrous 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 carbon content of 5% by mass or more and 60% by mass or less is preferable, and more preferably. The ratio of the carbon content can be adjusted to be 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 a ratio of 5% by mass or more with respect to the total value of 100% by mass of chemical equivalents, the reduction of nickel can be efficiently promoted and the productivity can be improved. improves. On the other hand, by setting the ratio to 60% by mass or less with respect to the total value of 100% by mass of chemical equivalents, it is possible to suppress the reduction amount of iron, prevent deterioration of nickel grade, and produce high quality ferronickel. can. As described above, preferably, the mixing amount of the carbonaceous reducing agent is set to the ratio of the carbon amount of 5% by mass or more and 60% by mass or less with respect to the total value of 100% by mass of the chemical equivalents, so that the metal component is formed on the surface of the mixture. It is preferable that the shell (metal shell) produced by the above method can be uniformly produced to improve the productivity, and high-quality ferronickel having a high nickel grade can be obtained.
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。 Further, as the iron ore as an additive of an arbitrary component, for example, iron ore having an iron grade of about 50% or more, hematite obtained by hydrometallurgy of nickel oxide ore, or 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。 Moreover, as a flux component, for example, calcium oxide, calcium hydroxide, calcium carbonate, silicon dioxide and the like can be mentioned. Examples of the binder include bentonite, polysaccharides, resins, water glasses, dehydrated cakes and the like.
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。この混合に際しては、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、各々の粒子の密着性を向上させ、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、還元反応の反応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 treatment step S1, a mixture is obtained by uniformly mixing the raw material powder containing the nickel oxide ore as described above. At the time of this mixing, kneading may be performed at the same time in order to improve the mixing property, or kneading may be performed after mixing. Specifically, kneading can be performed using, for example, a twin-screw kneader, and by kneading the mixture, a shearing force is applied to the mixture to disaggregate the carbonaceous reducing agent, the raw material powder, and the like, and the mixture is uniform. It is possible to improve the adhesion of each particle and reduce the voids. As a result, the reduction reaction is likely to occur and the reaction can be made uniform, and the reaction time of the reduction reaction can be shortened. Moreover, the variation in quality can be suppressed. As a result, 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。 Further, after kneading, it 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 (mass%) of the nickel oxide ore, which is the raw material ore, and the iron ore, which are mixed in the mixing treatment step S1. The composition of the raw material is not limited to this.
<2−2.還元投入前処理工程(前処理工程)>
還元投入前処理工程S2は、混合処理工程S1で得られた混合物を、塊状物に塊状化し、あるいは容器に充填する工程である。すなわち、この還元投入前処理工程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. Reduction input pretreatment process (pretreatment process)>
The reduction charging pretreatment step S2 is a step of agglomerating the mixture obtained in the mixing treatment step S1 into a lump or filling the container. That is, in the reduction injection pretreatment step S2, the mixture obtained by mixing the raw material powders can be easily charged into the furnace used in the reduction treatment step S3 described later, and the reduction reaction can be efficiently generated. Mold.
[混合物の塊状化]
得られた混合物を塊状化する場合には、その混合物を塊状物に形成(造粒)する。具体的には、得られた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。
[Agglomeration of mixture]
When the obtained mixture is agglomerated, the mixture is formed (granulated) into a agglomerate. Specifically, a predetermined amount of water required for agglomeration is added to the obtained mixture, and for example, it is also referred to as a agglomerate manufacturing apparatus (rolling granulator, compression molding machine, extrusion molding machine, etc., or pelletizer). ) To form pellets of a predetermined shape.
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。その中でも、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, the spherical pellet is preferable because the reduction reaction can proceed relatively uniformly. Further, in the treatment in the reduction treatment step S3 of the next step, it is preferable that the pellets can be treated in a laminated state, and in that respect as well, if the pellets are rectangular parallelepiped, columnar, spherical or the like, they are laminated in the reduction furnace. It is easy to place it on the surface, and the amount of processing to be applied to the reduction treatment can be increased. Further, by laminating in this way and subjecting it to the reduction treatment, it is possible to increase the processing amount at the time of reduction without enlarging one pellet, so that it is easy to handle and it may collapse during movement or the like. It is possible to suppress the occurrence of defects and the like.
また、ペレットの大きさとしては、特に限定されないが、例えば、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ことができる。 The size of the pellets is not particularly limited, but is installed in a furnace used for performing a reduction treatment (reduction step S33) through, for example, a drying treatment (drying step S31) and a preheat treatment (preheating step S32). The size of the pellets to be inserted (diameter in the case of spherical pellets) can be about 10 mm to 30 mm.
また、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。 The volume of the pellet is not particularly limited, but is preferably 8000 mm 3 or more. If the volume of the pellet is too small, the molding cost becomes high and it takes time and effort to put it into the reduction furnace. In addition, if the volume of the pellet is small, the ratio of the surface area to the entire pellet is large, so that the difference in the degree of reduction between the surface and the inside of the pellet is likely 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 pellet made of the mixture is 8000 mm 3 or more, the molding cost can be effectively suppressed and the handling becomes easy. Moreover, high quality fernickel can be stably obtained.
[混合物の容器への充填]
得られた混合物を容器に充填する場合には、その混合物を押出機等で混練しながら所定の容器に充填することができる。このように、容器に充填したのち、そのまま次工程の還元処理工程S3にて還元処理を行ってもよいが、容器に充填した混合物をプレス等により押し固めることが好ましい。容器内で混合物を押し固めて成形することによって、混合物の密度を上げることができるとともに、密度が均一化し、還元反応がより均一に進み易くなり、品質ばらつきの小さいフェロニッケルを製造することができる。
[Filling the mixture into a container]
When the obtained mixture is filled in a container, the mixture can be filled in a predetermined container while kneading with an extruder or the like. As described above, after filling the container, the reduction treatment may be performed as it is in the reduction treatment step S3 of the next step, but it is preferable to compact the mixture filled in the container by a press or the like. By compacting and molding the mixture in a container, the density of the mixture can be increased, the density becomes uniform, the reduction reaction can proceed more uniformly, and ferronickel with small quality variation can be produced. ..
容器内に充填する混合物の形状としては、特に限定されないが、例えば直方体、立方体、円柱等とすることが好ましい。また、その大きさについても特に限定されないが、例えば直方体形状や立方体形状であれば、概ね、縦、横の内寸が500mm以下であることが好ましい。このような形状、大きさとすることにより、品質ばらつきが小さく、かつ生産性の高い製錬を行うことができる。 The shape of the mixture to be filled in the container is not particularly limited, but is preferably a rectangular parallelepiped, a cube, a cylinder, or the like. Further, the size thereof is not particularly limited, but for example, in the case of a rectangular parallelepiped shape or a cube shape, it is preferable that the vertical and horizontal internal dimensions are generally 500 mm or less. With such a shape and size, smelting with small quality variation and high productivity can be performed.
<2−3.還元処理工程>
還元処理工程S3では、混合処理工程S1にて原料粉末が混合され、還元投入前処理工程S2にて塊状化あるいは容器に充填された混合物を、所定の還元温度に還元加熱する。還元処理工程S3における混合物の還元加熱処理により、製錬反応が進行して、メタルとスラグとが生成する。
<2-3. Reduction process>
In the reduction treatment step S3, the raw material powder is mixed in the mixing treatment step S1, and the mixture agglomerated or filled in the container in the reduction charging pretreatment step S2 is reduced and heated to a predetermined reduction temperature. By the reduction heat treatment of the mixture in the reduction treatment step S3, the smelting reaction proceeds and metal and slag are produced.
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、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 a processing step executed in the reduction processing step 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 mixture, and cooling the obtained reduced product. It has a cooling step S35 and the like. Further, preferably, it has a temperature holding step S34 for holding the reduced product obtained through the reducing step S33 in a predetermined temperature range.
ここで、還元工程S33における処理は、炉床が回転する回転炉床炉を用いて行われ、例えば還元温度を1200℃以上1450℃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炉床炉にて実行する。 Here, the treatment in the reduction step S33 is performed using a rotary hearth furnace in which the hearth rotates, and for example, the reduction treatment is performed with the reduction temperature set to 1200 ° C. or higher and 1450 ° C. or lower. Further, when the temperature holding step S34 for holding the reduced product obtained by the reduction treatment in a predetermined temperature range is executed, at least the treatment in the reduction step S33 and the treatment in the temperature holding step S34 are performed in the rotary hearth furnace. And execute.
このように、これらの処理を同一の回転炉床炉にて行うことによって、その回転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品質の良好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 rotary hearth furnace, the temperature inside the rotary hearth furnace can be maintained at a high temperature, so that the temperature is raised each time the treatment is performed in each process. There is no need to lower or lower it, and the energy cost can be significantly reduced. Further, according to the treatment using the rotary hearth furnace, the temperature can be easily controlled and controlled. From these facts, it is possible to continuously and stably produce high quality ferronickel with high productivity.
そして、本実施の形態においては、還元物を冷却する冷却工程S35における冷却処理を2段階に分け、その還元物を段階的に冷却するようにしており、1段階目の冷却処理を還元処理を実行した回転炉床炉の炉内にて行い、2段階目の冷却処理をその回転炉床炉の炉外にて行うことを特徴としている。 Then, in the present embodiment, the cooling treatment in the cooling step S35 for cooling the reduced product is divided into two stages, and the reduced product is cooled in stages, and the first stage cooling treatment is performed by the reduction treatment. It is characterized in that it is performed inside the executed rotary hearth furnace and the second stage cooling process is performed outside the rotary hearth furnace.
このような方法によれば、連続操作のなかで還元物を冷却することができ効率的な処理を行うことが可能になるとともに、1段階目の冷却処理を実行した回転炉床炉の炉床の温度を高めに維持でき、その炉床が予熱工程や還元工程に戻った際にも、各工程における処理の適正温度にまで加熱するためのエネルギーを低減することができる。このことにより、回転炉床炉内における温度差を減らすことができ、その結果として、炉床や炉壁に加わる熱応力を低減させ、炉の寿命を延ばすことができる。また、操業中の不具合も有効に減らすことができる。 According to such a method, the reduced product can be cooled in a continuous operation, and efficient treatment can be performed, and the hearth of the rotary hearth furnace in which the first-stage cooling treatment is executed is performed. The temperature can be maintained high, and even when the hearth returns to the preheating step or the reduction step, the energy for heating to the appropriate temperature for the treatment in each step can be reduced. As a result, the temperature difference in the rotary hearth furnace can be reduced, and as a result, the thermal stress applied to the hearth and the furnace wall can be reduced, and the life of the furnace can be extended. In addition, defects during operation can be effectively reduced.
さらに、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、後述する分離工程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 stepwise over two stages and setting the temperature relatively high in the first stage cooling treatment, the metal components generated in the reduced product are sufficiently precipitated and coarsened. Can be made to. As a result, in the separation step S4 described later, the target ferronickel metal can be easily separated and efficiently recovered.
(1)乾燥工程
乾燥工程S31では、原料粉末を混合して得られた混合物に対して乾燥処理を施す。この乾燥工程S31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, a drying treatment is performed on the mixture obtained by mixing the raw material powders. The purpose of this drying step S31 is mainly to remove water and water of crystallization in the mixture.
混合処理工程S1にて得られた混合物には水分等が多く含まれており、そのような状態で還元処理時に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。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 obtained in the mixing treatment step S1 contains a large amount of water and the like, and when the mixture is rapidly heated to a high reduction temperature during the reduction treatment in such a state, the water vaporizes and expands at once, and the mixture is agglomerated. Will crack or burst into pieces in some cases, making it difficult to perform a uniform reduction treatment. Therefore, prior to the reduction treatment, the mixture is dried to remove water and prevent destruction of pellets and the like.
乾燥工程S31における乾燥処理は、回転炉床炉に接続される形態で行われることが好ましい。回転炉床炉内において乾燥処理を施すエリア(乾燥エリア)を設けて実施することも考えられるが、このような場合、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。 The drying process in the drying step S31 is preferably performed in a form connected to a rotary hearth furnace. It is conceivable to provide an area (drying area) for drying treatment in the rotary hearth furnace, but in such a case, the drying treatment in the drying area becomes rate-determining, and the treatment and temperature in the reduction step S33 It may affect the processing in the holding step S34.
したがって、乾燥工程S31における乾燥処理は、回転炉床炉の炉外に設けられ、その回転炉床炉に接続された乾燥室にて行われることが好ましい。なお、詳しくは後述するが、図3に、回転炉床炉1と、その回転炉床炉1に接続された乾燥室20の構成例を示す。このように、回転炉床炉1の炉外に乾燥室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。
Therefore, it is preferable that the drying process in the drying step S31 is performed in a drying chamber provided outside the rotary hearth furnace and connected to the rotary hearth furnace. Although details will be described later, FIG. 3 shows a configuration example of the
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%程度で、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、還元反応がはじ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
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 composition (parts by mass) of the solid content in the mixture after the drying treatment. 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 after removing water by the drying treatment in the drying step S31 is preheated (preheated).
混合物を回転炉床炉に装入していきなり高温の還元温度まで上げてしまうと、熱応力によって混合物が割れたり、粉状になってしまったりすることがある。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、生成され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 charged into a rotary hearth furnace and suddenly raised to a high reduction temperature, the mixture may crack or become powdery due to thermal stress. In addition, the temperature of the mixture may not rise uniformly, the reduction reaction may vary, and the quality of the produced metal may vary. Therefore, it is preferable to preheat the mixture to a predetermined temperature after the mixture has been dried, which can suppress the destruction of the mixture and the variation in the reduction reaction.
予熱工程S32における予熱処理は、還元工程S33における還元処理を実行する回転炉床炉内にて行われることが好ましく、回転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、回転炉床炉1の構成例を示すが、炉外の乾燥室20を接続される箇所であり、乾燥室20を経て移送された混合物が回転炉床炉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 preheat treatment in the preheating step S32 is preferably performed in a rotary hearth furnace for executing the reduction treatment in the reduction step S33, and one of the processing chambers divided in the rotating hearth is used as a preheating chamber. Is preferable. FIG. 3 shows a configuration example of the
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。
The preheat treatment in the preheating
なお、予熱処理は、上述した乾燥処理と同様に、回転炉床炉の炉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、回転炉床炉1の炉外に設けられて、乾燥処理を行う乾燥室20と連続的に設けられるように構成できる。
The preheat treatment may be performed in a processing chamber (preheating chamber) provided outside the rotary hearth furnace in the same manner as the drying treatment described above. In that case, the preheating chamber can be configured to be provided outside the
(3)還元工程
還元工程S33では、予熱工程S32にて予熱した混合物を所定の還元温度で還元処理する。具体的に、還元工程S33における還元処理は、炉床が回転する回転炉床炉1にて行う。このように、回転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。
(3) Reduction Step In the reduction step S33, the mixture preheated in the preheating step S32 is reduced at a predetermined reduction temperature. Specifically, the reduction treatment in the reduction step S33 is performed in the
(回転炉床炉の構成)
ここで、図3は、炉床が回転する回転炉床炉の構成例を示す図(平面図)である。図3に示すように、回転炉床炉1は、炉床が回転する領域10を有し、領域10は4つ分割されてそれぞれで処理室(10a,10b,10c,10d)を構成している。
(Composition of rotary hearth furnace)
Here, FIG. 3 is a diagram (plan view) showing a configuration example of a rotary hearth furnace in which the hearth rotates. As shown in FIG. 3, the
具体的に、この回転炉床炉1においては、例えば、符号「10a」〜「10d」の4つの処理室うち、炉外の乾燥室20と接続された処理室10aを「予熱室(予熱エリア)」とする。また、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。
Specifically, in the
そして、本実施の形態においては、還元工程S33における還元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して冷却を施す1段目の冷却処理を、回転炉床炉1内にて行う。具体的には、回転炉床炉1における処理室10dを「1段階目の冷却室(冷却エリア)」として、所定の温度範囲にまで還元物を冷却する。このように、1段階目の冷却処理を回転炉床炉1内にて行うことで、冷却を含めた操作を連続的に行うことができ、生産性を高めることができる。
Then, in the present embodiment, the reduced product obtained by the reduction treatment in the reducing step S33 or the reduced product after the reduced product is held at a predetermined temperature in the temperature holding step S34 is cooled. The stage cooling process is performed in the
なお、回転炉床炉1には、処理室10dと直接接続される形態で、炉外に処理室(2段階目の冷却室)30が接続されており、その炉外の処理室30では、1段階目の冷却処理を経た還元物をさらに冷却する2段階目の冷却処理が実行される。
The
回転炉床炉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炉床炉によれば、各処理室間におけるエネルギーロスを抑制しながら、同一の回転炉床炉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
ここで、回転炉床炉1は、例えば、金属製炉床台(以下、単に「炉床台」ともいう)と、その炉床台上に構成される炉床とにより構成されている。炉床の材質としては、特に限定されないが、例えばグラファイトにより構成することができる。炉床をグラファイトにより構成することで、炉床とその炉床上に載置される混合物との反応を抑制することができる。還元処理により得られる還元物(メタルとスラグとの混在物)は、グラファイトを構成する炭素との濡れ性が悪く、反応し難いものである。このため、グラファイトにより構成される炉床を設けることで、混合物との反応を有効に抑制できる。
Here, the
回転炉床炉1は、上述したように、平面上に回転移動する炉床を備えており、混合物を載置した炉床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中の回転炉床炉1上の矢印は、炉床の回転方向を示すとともに、処理物(混合物)の移動方向を示す。
As described above, the
また上述したように、回転炉床炉1は、その炉外に設けられた乾燥室20と接続されており、乾燥室20にて混合物に対する乾燥処理が施されたのち、乾燥後の混合物が回転炉床炉1内の予熱室10aに移動して予熱処理され、その後、順次に炉内を移されるようになっている。また、回転炉床炉1は、その炉外に設けられた2段階目の冷却室30と接続されており、回転炉床炉1内の1段階目の冷却室10dを経て得られた還元物がその2段階目の冷却室30にてさらに冷却処理される。
Further, as described above, the
なお、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
(回転炉床炉における還元処理)
回転炉床炉1を使用した還元処理においては、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。
(Reduction treatment in a rotary hearth furnace)
In the reduction treatment using the
具体的に、還元温度としては、特に限定されないが、1200℃以上1450℃以下の範囲とすることが好ましく、1300℃以上1400℃以下の範囲とすることがより好ましい。このような温度範囲で還元することによって、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、より好ましくは1300℃以上1400℃以下の範囲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 preferably in the range of 1200 ° C. or higher and 1450 ° C. or lower, and more preferably in the range of 1300 ° C. or higher and 1400 ° C. or lower. By reducing in such a temperature range, a uniform reduction reaction can be generated, and a metal (ferronickel metal) in which quality variation is suppressed can be produced. Further, more preferably, by reducing at a reduction temperature in the range of 1300 ° C. or higher and 1400 ° C. or lower, a desired reduction reaction can be generated in a relatively short time.
還元処理に際しては、上述した範囲の還元温度になるまで回転炉床炉1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。
In the reduction treatment, the internal temperature of the
(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、回転炉床炉1内で所定の高い温度条件で保持する温度保持工程S34を行うようにしてもよい。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 it is not an essential aspect, even if the temperature holding step S34 for holding the reduced product obtained through the reduction step S33 under a predetermined high temperature condition in the
還元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。このため、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。 If the metal component in the reduced product is small in the state obtained by the reduction treatment, for example, if it is a bulk metal of about 200 μm or less, the metal and the 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 even after the reduction reaction is completed, so that the metal having a higher specific density than the slag in the reduced product is precipitated and aggregated to form the metal. Make it coarse.
なお、還元工程S33における還元処理により、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、特にこの温度保持工程S34を設けることを必要としない。 When the metal is coarsened to a level where there is no problem in manufacturing by the reduction treatment in the reduction step S33, it is not necessary to provide the temperature holding step S34 in particular.
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、得られた還元物と炉床材との反応が進行して、還元物を回収できなくなることがあり、また、炉を損傷させてしまうことがある。 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 holding the reduced product at a high temperature in such a range, the metal component in the reduced product can be efficiently precipitated to obtain a coarse metal. If the holding temperature is less than 1300 ° C., most of the reduced product becomes a solid phase, so that the metal component does not settle, or even if it does settle, it takes time, which is not preferable. On the other hand, if the holding temperature exceeds 1500 ° C., the reaction between the obtained reduced product and the hearth material may proceed, and the reduced product may not be recovered, and the furnace may be damaged. ..
温度保持工程S34における処理は、還元工程S33にて使用する回転炉床炉1内において、還元処理に続いて連続的に行うようにする。すなわち、図3を用いて説明したように、回転炉床炉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(10d)にて所定の温度範囲に保持させる。
The treatment in the temperature holding step S34 is continuously performed in the
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、回転炉床炉1を用いて連続的に行うことによって、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、回転炉床炉1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 treatment of holding the reduced product obtained through the reduction treatment at a predetermined temperature is continuously performed using the
(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 a temperature that allows.
本実施の形態においては、還元物に対する冷却処理を2段階に分けてその還元物を段階的に冷却するようにしている。また、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炉床炉1の炉内にて行い、2段階目の冷却処理を、その回転炉床炉1の炉外にて行うことを特徴としている。
In the present embodiment, the cooling treatment for the reduced product is divided into two stages to cool the reduced product in stages. Further, the first-stage cooling treatment is performed in the furnace of the
具体的には、図3を用いて説明したように、回転炉床炉1において、処理室10dを1段階目の冷却室とし、還元処理を経た還元物、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、回転炉床炉1の炉外に接続された2段階目の冷却室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 described with reference to FIG. 3, in the
ここで、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ようにすることで、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、すなわち回転炉床炉1内の1段階目の冷却室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、その炉床が予熱工程を実行する処理室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。
Here, the temperature in the cooling step S35 (hereinafter, also referred to as “recovery temperature”) is preferably a temperature at which the reduced product can be treated as a substantially solid, and is as high as possible. In this respect, by performing the cooling treatment in two stages, it is possible to gradually cool the cooling in stages, and the temperature of the first stage cooling treatment, that is, one stage in the
また、一方で、2段階目の冷却処理は、回転炉床炉1の炉外に接続された2段階目の冷却室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がなく、目的に合わせて個別に調整することができる。
On the other hand, the second-stage cooling process is performed in the second-
さらに、2段階の冷却処理を行うようにし、回転炉床炉1内における温度差を減少させることで、回転炉床炉1の炉床、炉壁等に加わる熱応力を減らすことができ、回転炉床炉1の寿命を大きく延ばすことができる。また、操業中の不具合も大幅に減少させることができ、安定的な操業を可能にする。
Further, by performing a two-step cooling process and reducing the temperature difference in the
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。 Further, by cooling the reduced product stepwise over two steps in this way and setting the temperature relatively high in the first step cooling treatment, the metal component generated in the reduced product is sufficiently precipitated. Can be coarsened. As a result, in the separation step S4, the target ferronickel metal can be easily separated and efficiently recovered.
なお、2段階目の冷却室30は、回転炉床炉1から排出された還元物(1段階目の冷却処理を経た還元物)を受け取り、そのまま連続的に冷却できる構造であるほうが効率的であるため、ベルトコンベアのような直線上を搬送できる構造を備えることが好ましい。
It is more efficient that the second-
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。 In the first-step cooling treatment, it is preferable to cool the reduced product so that the temperature is in the range of 700 ° C. or higher and 1280 ° C. or lower. Within such a range, the above-mentioned effects will be more prominent, which is preferable.
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、2段階目の冷却室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。
Further, in the second-stage cooling treatment, the reduced product is further cooled, but it is preferable that the temperature of the reduced product discharged from the second-
<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>
In the separation step S4, the metal (ferronickel metal) is separated and recovered from the reduced product produced in the reduction treatment step S3. Specifically, in the separation step S4, the metal phase is obtained from the mixture (reduced product) containing the metal phase (metal solid phase) and the slag phase (slag solid phase) obtained by reducing and heating the mixture. 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。 As a method for separating the metal phase and the slag phase from the mixture of the metal phase and the slag phase obtained as a solid, for example, in addition to removing unnecessary substances by sieving, separation by specific gravity, separation by magnetic force, etc. Method can be used. Further, the obtained metal phase and slag phase can be easily separated due to their poor wettability, and are dropped on a large mixture, for example, with a predetermined head, or when sieving. The metal phase and the slag phase can be easily separated from the mixture by giving an impact such as giving 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 way, the metal phase can be recovered and a 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。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in more detail, but the present invention is not limited to the following examples.
≪実施例1〜実施例17≫
[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(石炭粉、炭素含有量:85質量%、平均粒径:約190μm)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、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石に含まれる酸化ニッケル(NiO)と酸化鉄(Fe2O3)とを過不足なく還元するのに必要な量の合計値を100質量%としたときに、32%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。
<< Examples 1 to 17 >>
[Mixing process]
An appropriate amount of 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 powder, carbon content: 85% by mass, average particle size: about 190 μm). The mixture was obtained by mixing using a mixer while adding the water of the above. The carbonaceous reducing agent has a total value of 100% by mass, which is the total amount required to reduce nickel oxide (NiO) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) contained in the raw material ore, nickel oxide ore, in just proportion. When it was added, it was contained in an amount of 32%. Then, the raw materials mixed by the mixer were kneaded by the twin-screw kneader.
[混合物成形工程]
次に、得られた混合物を、パン型造粒機を用いて造粒して、φ18±1.5mmの球状のペレットとした。
[Mixture molding process]
Next, the obtained mixture was granulated using a pan-type granulator to obtain spherical pellets having a diameter of 18 ± 1.5 mm.
[還元処理工程] [Reduction process]
次に、図3に例示したような還元炉床炉1を用い、処理条件を変えて還元処理を行った。回転炉床炉1としては、図3に示すように、炉内が処理室10a〜10dの4つに分割されており、その炉外には、ペレットを乾燥する乾燥室20と、還元物に対する2段階目の冷却処理を実行する2段階目の冷却室30とが接続されているものを用いた。なお、回転炉床炉1において、処理室10aが予熱室であり、処理室10bが還元室であり、処理室10cが温度保持室であり、処理室10dが1段階目の冷却室である。
Next, using the reduction
回転炉床炉1の炉床には、炉床と試料とが反応して剥がれなくなって回収不可となることを防ぐために、炉床と試料との反応を抑制する観点から、灰(主成分はSiO2、その他の成分としてAl2O3、MgO等の酸化物を少量含有する)を敷き詰めた。
The hearth of the
先ず、回転炉床炉1の炉外に接続された乾燥室20にペレットを装入し、固形分が70質量%程度、水分が30質量%程度となるように、250℃〜350℃の熱風を混合物に吹き付けて乾燥処理を施した。なお、乾燥処理は、実質的に酸素を含まない窒素雰囲気下にて行った。下記表3に、乾燥処理後のペレットの固形分組成(炭素を除く)を示す。
First, pellets are charged into a drying
続いて、乾燥処理後のペレットを、回転炉床炉1の予熱室(処理室10a)に移行させ、予熱室内の温度を700℃以上1280℃以下の範囲に保持して、ペレットに対する予熱処理を行った。
Subsequently, the pellets after the drying treatment are transferred to the preheating chamber (
続いて、炉床を回転させることで、予熱処理後のペレットを、還元室(処理室10b)、温度保持室(処理室10c)に順次移行させて、還元処理及び温度保持処理を行った。なお、還元物を高温保持する処理を行わない態様の実施例では、温度保持室を通過させるのみとした(下記表4中には温度保持温度を0℃と表記)。
Subsequently, by rotating the hearth, the pellets after the preheat treatment were sequentially transferred to the reduction chamber (
続いて、炉床を回転させることで、還元物を、1段階目の冷却室(処理室10d)に移行させ、1段階目の冷却処理を行った。1段階目の冷却処理では、還元物の温度が700℃以上1280℃以下の範囲となるようにした。
Subsequently, by rotating the hearth, the reduced product was transferred to the first-stage cooling chamber (
そして、1段階目の冷却処理を経た還元物を、回転炉床炉1に接続された2段階目の冷却室30に移行させ、窒素を流しながら2段階目の冷却処理を施して大気中へ取り出した。なお、2段階目の冷却処理後の還元物の温度を回収時の温度(回収時温度)とした。
Then, the reduced product that has undergone the first-stage cooling treatment is transferred to the second-
≪評価≫
回収した試料について、ニッケルメタル率、メタル中のニッケル含有率を、ICP発光分光分析器(SHIMAZU S−8100型)により分析して算出した。なお、回収した各試料は、湿式処理よる粉砕後、磁力選別によってメタルを回収した。
≪Evaluation≫
For the recovered sample, the nickel metal ratio and the nickel content in the metal were analyzed and calculated by an ICP emission spectrophotometer (SHIMAZU S-8100 type). Each of the recovered samples was crushed by a wet treatment, and then the metal was recovered by magnetic force sorting.
ここで、ニッケルメタル化率は下記(1)式により求め、メタル中ニッケル含有率は下記(2)式により求めた。
ニッケルメタル化率=混合物中のメタル化したNiの量÷(ペレット中の全てのNi量)×100(%) ・・・(1)式
メタル中ニッケル含有率=混合物中のメタル化したNiの量÷(ペレット中のメタル化したNiとFeの合計量)×100(%) ・・・(2)式
Here, the nickel metallization rate was determined by the following formula (1), and the nickel content in the metal was determined by the following formula (2).
Nickel metallization rate = Amount of metallized Ni in the mixture ÷ (All Ni in the pellet) x 100 (%) ... (1) Nickel content in the metal = Metallicized Ni in the mixture Amount ÷ (total amount of metallized Ni and Fe in pellets) × 100 (%) ・ ・ ・ Eq. (2)
また、ニッケル酸化鉱石の投入量、その中のNi含有割合、及び回収したNi量から、Niメタル回収率を算出した。なお、Niメタル回収率は下記(3)式により求めた。
Niメタル回収率=回収されたNiの量÷(投入した鉱石の量×鉱石中のNi含有割合)×100 ・・・(3)式
In addition, the Ni metal recovery rate was calculated from the input amount of nickel oxide ore, the Ni content ratio in the nickel oxide ore, and the recovered Ni amount. The Ni metal recovery rate was calculated by the following formula (3).
Ni metal recovery rate = amount of recovered Ni ÷ (amount of ore input x Ni content ratio in ore) x 100 ... Equation (3)
表4の結果に示されるように、還元処理を経て得られた還元物に対する冷却処理において、2段階にわたって段階的に処理を施した実施例1〜17では、ニッケルメタル化率、メタル中ニッケル含有量、メタル回収率がいずれも高い値となり良好な結果が得られた。また、回収時温度は、610℃以上が維持され、回転炉床炉1全体が高い温度で保持されて、再加熱に要するエネルギーが抑えられ、効率的なニッケル製錬ができた。
As shown in the results of Table 4, in Examples 1 to 17 in which the reduced product obtained through the reduction treatment was cooled in a stepwise manner over two steps, the nickel metallization rate and the nickel content in the metal were contained. Both the amount and the metal recovery rate were high, and good results were obtained. Further, the recovery temperature was maintained at 610 ° C. or higher, the entire
1 回転炉床炉
10 領域
10a,10b,10c,10d 処理室
20 乾燥室
30 2段階目の冷却室
1 Rotating
Claims (9)
乾燥させた混合物を予熱する予熱工程と、
炉床が回転する回転炉床炉を用いて、予熱後の混合物を還元する還元工程と、
得られたフェロニッケルを含有する還元物を冷却する冷却工程と、
を有する還元処理工程を含み、
前記冷却工程では、前記還元物に対する冷却処理を2段階に分けて該還元物を段階的に冷却し、1段階目の冷却処理を前記還元工程における還元処理を実行した前記回転炉床炉の炉内にて行い、2段階目の冷却処理を該回転炉床炉の炉外にて行うとともに、
前記還元工程を経て得られた還元物を、回転炉床炉内で所定の温度に保持する温度保持工程をさらに有し、前記温度保持工程にて前記還元物を所定の時間で保持した後に、該還元物を前記冷却工程に供給する
酸化鉱石の製錬方法。 A drying step of drying the mixture obtained by mixing nickel oxide ore and a carbonaceous reducing agent, and
A preheating step to preheat the dried mixture and
A reduction process that reduces the preheated mixture using a rotary hearth furnace with a rotating hearth.
A cooling step for cooling the obtained reduced product containing ferronickel, and
Including a reduction treatment step having
In the cooling step, the cooling treatment for the reduced product is divided into two stages, the reduced product is cooled stepwise, and the first stage cooling treatment is the furnace of the rotary hearth furnace in which the reduction treatment in the reduction step is executed. The second stage cooling process is performed inside the rotary hearth furnace, and at the same time, it is performed outside the furnace .
After further having a temperature holding step of holding the reduced product obtained through the reduction step at a predetermined temperature in the rotary hearth furnace, and holding the reduced product at a predetermined time in the temperature holding step, the reduced product is held. A method for smelting an oxide ore that supplies the reduced product to the cooling step.
請求項1に記載の酸化鉱石の製錬方法。 The method for smelting an oxidized ore according to claim 1, wherein in the reduction step, the reduction temperature is set to 1200 ° C. or higher and 1450 ° C. or lower.
請求項1又は2に記載の酸化鉱石の製錬方法。 The method for smelting an oxidized ore according to claim 1 or 2, wherein in the cooling step, the temperature of the reduced product is cooled to a range of 700 ° C. or higher and 1280 ° C. or lower in the first-step cooling treatment.
請求項1乃至3のいずれかに記載の酸化鉱石の製錬方法。 The method for smelting an oxidized ore according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature of the reduced product obtained through the second-step cooling treatment in the cooling step is maintained at 600 ° C. or higher and becomes the recovery temperature.
請求項1乃至4のいずれかに記載の酸化鉱石の製錬方法。 The treatment in the reduction step and the treatment in the temperature holding step are executed in the same rotary hearth furnace, and in the cooling step, the reduced product held in the rotary hearth furnace for a predetermined time is subjected to. The method for smelting an oxide ore according to any one of claims 1 to 4, wherein the first-stage cooling treatment is performed.
請求項1乃至5のいずれかに記載の酸化鉱石の製錬方法。 The method for smelting an oxidized ore according to any one of claims 1 to 5, wherein in the temperature holding step, the reduced product is held at a temperature of 1300 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower.
請求項1乃至6のいずれかに記載の酸化鉱石の製錬方法。 The method for smelting oxidized ore according to any one of claims 1 to 6 , wherein the treatment in the preheating step is carried out in the same rotary hearth furnace in which the treatment in the reduction step is performed.
少なくとも、
酸化鉱石と、炭素質還元剤とを混合して混合物を得る混合処理工程と、
得られた混合物を塊状化する処理又は所定の容器に充填する処理を行う前処理工程と、
を経て得られたものである
請求項1乃至7のいずれかに記載の酸化鉱石の製錬方法。 The mixture to be dried in the drying step is
at least,
A mixing treatment step of mixing an oxide ore and a carbonaceous reducing agent to obtain a mixture, and
A pretreatment step of agglomerating the obtained mixture or filling a predetermined container, and
The method for smelting an oxidized ore according to any one of claims 1 to 7, which is obtained through the above.
請求項1乃至8のいずれかに記載の酸化鉱石の製錬方法。 The smelting of the oxide ore according to any one of claims 1 to 8 , further comprising a separation step of separating and recovering the reduced product cooled to a predetermined temperature in the cooling step of the reduction treatment step into metal and slag. Method.
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JP3749710B2 (en) * | 2003-01-16 | 2006-03-01 | 新日本製鐵株式会社 | Method for producing high-strength iron-containing granular material |
JP5053011B2 (en) * | 2007-09-19 | 2012-10-17 | 株式会社神戸製鋼所 | Temperature control method for reduced iron for hot forming |
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