Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7540348B2 - Nickel oxide ore smelting method, reduction furnace - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7540348B2 - Nickel oxide ore smelting method, reduction furnace - Google Patents

Nickel oxide ore smelting method, reduction furnace Download PDF

Info

Publication number
JP7540348B2
JP7540348B2 JP2021007852A JP2021007852A JP7540348B2 JP 7540348 B2 JP7540348 B2 JP 7540348B2 JP 2021007852 A JP2021007852 A JP 2021007852A JP 2021007852 A JP2021007852 A JP 2021007852A JP 7540348 B2 JP7540348 B2 JP 7540348B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reduction
mixture
furnace
nickel oxide
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021007852A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022112159A (en
Inventor
隆士 井関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP2021007852A priority Critical patent/JP7540348B2/en
Publication of JP2022112159A publication Critical patent/JP2022112159A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7540348B2 publication Critical patent/JP7540348B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

本発明は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤との混合物を還元することにより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に関する。 The present invention relates to a method for smelting nickel oxide ore, which produces ferronickel by reducing a mixture of nickel oxide ore, which is a raw material, and a carbonaceous reducing agent.

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。 Known methods for smelting nickel oxide ores called limonite or saprolite include the dry smelting method, which uses a smelting furnace to produce nickel matte, the dry smelting method, which uses a rotary kiln or a moving hearth furnace to produce ferronickel, and the wet smelting method, which uses an autoclave to produce mixed sulfides.

ニッケル酸化鉱石を製錬する場合、まず、その原料鉱石を塊状物化、スラリー化等するための処理(還元処理に先立つ「前処理」)が行われる。具体的に、その前処理では、ニッケル酸化鉱石を塊状物化、すなわち粉や微粒の形状から塊状にするにあたり、まず、ニッケル酸化鉱石以外の成分、例えばバインダーや還元剤と混合して混合物とし、水分調整等を行った後に塊状物製造機に装入して、例えば10mm~30mm程度の塊状物(ペレット、ブリケット等を指す。以下、単に「ペレット」という)とするのが一般的である。 When smelting nickel oxide ore, the raw ore is first treated to form agglomerates, slurry, etc. (pretreatment prior to reduction treatment). Specifically, in pretreatment, nickel oxide ore is agglomerated, that is, converted from a powder or fine particle form into agglomerates. Generally, the ore is first mixed with components other than nickel oxide ore, such as a binder and a reducing agent, to form a mixture, and the mixture is then fed into a lump-making machine after moisture adjustment, etc. to form agglomerates (pellets, briquettes, etc.; hereafter simply referred to as "pellets") of, for example, about 10 mm to 30 mm in size.

ペレットは、例えば、水分を飛ばすためにある程度の通気性が必要となる。また、ペレット内で還元が均一に行われないと、組成が不均一になってメタルが分散、偏在してしまうことがある。そのため、混合物を均一混合したり、ペレット還元時に可能な限り均一な温度と保持することが重要となる。 For example, pellets need to have a certain degree of breathability to allow moisture to evaporate. Also, if reduction is not performed uniformly within the pellet, the composition will be non-uniform, and the metals may become dispersed and unevenly distributed. For this reason, it is important to mix the mixture uniformly and to maintain as uniform a temperature as possible during pellet reduction.

加えて、還元されて生成したフェロニッケルを粗大化させることも重要となる。生成したフェロニッケルが、例えば数10μm~数100μm以下程度の大きさである場合では、スラグと分離することが困難となり、フェロニッケルの収率が大きく低下してしまう。このことから、還元後に生成したフェロニッケルを有効に粗大化する技術が必要となる。 In addition, it is also important to coarsen the ferronickel produced by reduction. If the ferronickel produced is, for example, a few tens of microns to a few hundreds of microns in size, it becomes difficult to separate it from the slag, and the yield of ferronickel drops significantly. For this reason, a technology is needed to effectively coarsen the ferronickel produced after reduction.

また現在、ニッケル品位が高く、不純物が少ない鉱石の入手は困難になりつつあり、それを補うための高品質なフェロニッケルを製造するための研究開発も急務となっている。このため様々な鉱石を効率よく処理しデータを蓄積していく必要があり、精度の高い試験が求められる。 In addition, it is currently becoming difficult to obtain ores with high nickel content and few impurities, and research and development is urgently needed to manufacture high-quality ferronickel to compensate for this. For this reason, it is necessary to efficiently process various ores and accumulate data, and highly accurate testing is required.

具体的には、還元炉に少量のペレットを装入して還元反応を生じさせた後、反応後に取出してペレットの状態を調査する場合には、1000℃~1500℃に達する高温のサンプルを確実にかつ迅速に取り扱う必要がある。試験を行う際には、耐熱金属で作った杓等の治具を用いて炉内へペレットの挿入や炉からの取出しを行う。ところが、従来の杓では、杓が高温の熱を受けて曲がる等、変形が生じやすいという不具合がある。変形した杓を用いると、ハンドリング時に杓が炉壁に引っかかるといったトラブルを生じ、その結果、正確なサンプリングが行えず、データ精度に影響し、延いては実操業にも影響する等の問題が生じる。 Specifically, when a small amount of pellets are loaded into a reduction furnace to cause a reduction reaction, and then removed after the reaction to investigate the condition of the pellets, it is necessary to reliably and quickly handle the high-temperature samples, which reach temperatures of 1000°C to 1500°C. When conducting the test, pellets are inserted into the furnace and removed from the furnace using a jig such as a ladle made of heat-resistant metal. However, conventional ladles have the disadvantage that they are prone to deformation, such as bending when exposed to high temperatures. If a deformed ladle is used, problems occur such as the ladle getting caught on the furnace wall during handling, which results in inaccurate sampling, affecting data accuracy and ultimately affecting actual operation.

以上のように、ニッケル酸化鉱石を混合し、還元して、メタルを製造する技術には、課題が残されており、特に様々な実験を精度よく、効率よく行えるようにすることは重要な技術的課題であった。 As described above, there are still issues to be addressed in the technology of mixing nickel oxide ores, reducing them, and producing metal, and a particularly important technical challenge is being able to carry out various experiments accurately and efficiently.

特開2018-178252号公報JP 2018-178252 A

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、ニッケル酸化鉱石を含む混合物を還元炉内にて加熱して還元することによりフェロニッケルを製造する技術において、処理対象の混合物の還元炉への装入や還元炉からの取出しを正確にかつ効率的に行うことができ、得られるメタルの品質低下を防ぐ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 light of these circumstances, and aims to provide a method for producing ferronickel by heating and reducing a mixture containing nickel oxide ore in a reduction furnace, which allows the mixture to be treated to be accurately and efficiently loaded into and removed from the reduction furnace, and prevents deterioration in the quality of the resulting metal.

本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、試料である混合物の還元炉への装入、還元炉からの取出しを、還元炉の上部に設けられた試料昇降装置を用いて行うようにすることで、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。 After extensive research, the inventors discovered that the above-mentioned problems could be solved by using a sample lifting device installed at the top of the reduction furnace to load and unload the sample mixture from the reduction furnace, and thus completed the present invention.

(1)本発明の第1の発明は、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ニッケル酸化鉱石の製錬方法であって、前記ニッケル酸化鉱石と、前記炭素質還元剤とを混合する混合処理工程と、前記混合物を還元炉内に装入し、該混合物を加熱して還元処理を施す還元工程と、を有し、前記還元工程では、前記混合物を前記還元炉の上部から試料昇降装置により内部に装入して還元処理を行い、該還元処理により得られる還元物を該試料昇降装置により該還元炉内から取出す、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。 (1) The first invention of the present invention is a method for smelting nickel oxide ore, which produces ferronickel by reducing a mixture containing nickel oxide ore as a raw material ore and a carbonaceous reducing agent, and includes a mixing process for mixing the nickel oxide ore with the carbonaceous reducing agent, and a reduction process for loading the mixture into a reduction furnace and heating the mixture to perform a reduction process, in which the mixture is loaded into the reduction furnace from the top by a sample lifting device and reduced, and the reduced product obtained by the reduction process is removed from the reduction furnace by the sample lifting device.

(2)本発明の第2の発明は、第1の発明において、前記試料昇降装置は、昇降用チェーンを備えており、試料用容器に収容した前記混合物を、前記昇降用チェーンに該試料用容器を係止させることにより、前記還元炉内への装入又は該還元炉内からの取出しを行う、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。 (2) The second invention of the present invention is a method for smelting nickel oxide ore according to the first invention, in which the sample lifting device is equipped with a lifting chain, and the mixture contained in a sample container is loaded into or removed from the reduction furnace by engaging the sample container with the lifting chain.

(3)本発明の第3の発明は、前記還元炉は、箱型炉である、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。 (3) The third invention of the present invention is a method for smelting nickel oxide ore, in which the reduction furnace is a box furnace.

(4)本発明の第4の発明は、前記還元炉は、加熱方式がバーナーであるバーナー炉である、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。 (4) The fourth invention of the present invention is a method for smelting nickel oxide ore, in which the reduction furnace is a burner furnace whose heating method is a burner.

(5)本発明の第5の発明は、前記還元工程では、前記還元炉内にて、還元温度を1200℃以上1500℃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。 (5) The fifth invention of the present invention is a method for smelting nickel oxide ore, in which the reduction step involves carrying out reduction treatment in the reduction furnace at a reduction temperature of 1200°C or higher and 1500°C or lower.

(6)本発明の第6の発明は、処理対象物を加熱して還元処理するための還元炉であって、箱型炉であり、炉上部に、昇降用チェーンにより構成される試料昇降装置を備え、前記昇降用チェーンには前記処理対象物を収容した試料用容器が係止され、該昇降用チェーンの降下操作又は上昇操作によって、炉内への該処理対象物の装入又は取出しが行われる、還元炉である。 (6) The sixth aspect of the present invention is a reduction furnace for heating and reducing a treatment object, the reduction furnace being a box-type furnace, equipped with a sample lifting device composed of a lifting chain at the top of the furnace, a sample container containing the treatment object being engaged with the lifting chain, and the treatment object being loaded into or removed from the furnace by lowering or raising the lifting chain.

本発明によれば、処理対象物の還元炉への装入や還元炉からの取出しを正確にかつ効率的に行うことができ、得られるメタルの品質低下を防ぐことができる。 According to the present invention, the materials to be treated can be accurately and efficiently loaded into and removed from the reduction furnace, preventing deterioration in the quality of the resulting metal.

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。FIG. 1 is a process diagram showing an example of the flow of a method for smelting nickel oxide ore. 還元炉の構成の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a reduction furnace. 還元炉の側面から視たときの内部構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of an internal configuration of a reduction furnace as viewed from the side. 試料である混合物を収容するための試料用容器の構成の一例を示す図(側面図)である。FIG. 2 is a diagram (side view) showing an example of the configuration of a sample container for containing a mixture that is a sample.

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。 A specific embodiment of the present invention (hereinafter referred to as "the present embodiment") will be described in detail below. Note that the present invention is not limited to the following embodiment, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention. In addition, in this specification, the expression "X to Y" (X and Y are arbitrary numbers) means "X or more and Y or less."

≪1.ニッケル酸化鉱石の製錬方法≫
本実施の形態に係るニッケル酸化鉱石の製錬方法は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石を炭素質還元剤と混合し、その混合物に対して製錬炉(還元炉)内で還元処理を施すことによって、フェロニッケルのメタルとスラグとを生成させるものである。
≪1. Nickel oxide ore smelting method≫
In the method for smelting nickel oxide ore according to the present embodiment, nickel oxide ore, which is a raw material ore, is mixed with a carbonaceous reducing agent, and the mixture is subjected to a reduction treatment in a smelting furnace (reduction furnace) to produce ferronickel metal and slag.

具体的に、ニッケル酸化鉱石の製錬方法では、少なくとも、ニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合する混合処理工程と、得られた混合物を還元炉内に装入しその混合物を加熱して還元処理を施す還元工程と、を有する。 Specifically, the method for smelting nickel oxide ore includes at least a mixing process step of mixing nickel oxide ore with a carbonaceous reducing agent, and a reduction process step of loading the resulting mixture into a reduction furnace and heating the mixture to perform a reduction process.

このとき、本実施の形態に係る製錬方法では、還元工程での還元処理に際し、混合物を還元炉の上部から試料昇降装置により内部に装入し、還元処理の後、処理により得られる還元物をその試料昇降装置により還元炉内から取出すことを特徴としている。 In this case, the smelting method according to this embodiment is characterized in that, during the reduction process in the reduction step, the mixture is loaded into the reduction furnace from the top using a sample lifting device, and after the reduction process, the reduced material obtained by the process is removed from the reduction furnace using the sample lifting device.

詳しくは後述するが、例えば、還元炉は箱型形状の炉(箱型炉)であり、その炉上部(天井部)に昇降チェーンにより構成される試料昇降装置が設置されている。そして、還元処理に際しては、昇降用チェーンに処理対象物である混合物を収容した試料用容器を係止さえ、その昇降用チェーンの降下操作又は上昇操作によって、炉内への混合物の装入又は取出しを行うようにする。 As will be described in more detail later, for example, the reduction furnace is a box-shaped furnace (box furnace) with a sample lifting device consisting of a lifting chain installed on the top (ceiling) of the furnace. During reduction processing, a sample container containing the mixture to be processed is attached to the lifting chain, and the mixture is loaded into or removed from the furnace by lowering or raising the lifting chain.

このような構成からなる還元炉を用いて還元処理を施すようにすることで、従来の杓等の治具を用いた操作のようにその治具の変形等による処理操作不良を防ぐことができ、効率的にかつ正確に混合物の装入又は取出しを行うことができる。これにより、還元処理により得られる還元物であるフェロニッケルメタルの品質低下を抑えることもでき、効率的な操作によって高品質なフェロニッケルを製造することができる。 By carrying out the reduction treatment using a reduction furnace with such a configuration, it is possible to prevent poor treatment operation caused by deformation of the jig, which is the case in conventional operations using jigs such as ladles, and it is possible to efficiently and accurately charge or remove the mixture. This also makes it possible to prevent deterioration in the quality of the ferronickel metal, which is the reduction product obtained by the reduction treatment, and high-quality ferronickel can be produced through efficient operations.

なお、本実施の形態においては、ニッケル酸化鉱石を原料鉱石として用いて炭素質還元剤との混合物(処理対象物)に対して還元処理を施すことで鉄-ニッケル合金であるフェロニッケルを製造する方法を示しているが、本発明は他の原料を用いてその処理対象物に対して還元炉で加熱して還元処理する方法に広く適用することができる。 In this embodiment, a method is shown in which nickel oxide ore is used as the raw material ore and a mixture with a carbonaceous reducing agent (processing target) is subjected to a reduction process to produce ferronickel, an iron-nickel alloy, but the present invention can be widely applied to methods in which other raw materials are used and the processing target is heated in a reduction furnace for reduction processing.

≪2.製錬方法のプロセスについて≫
上述したように、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含む混合物を還元炉に装入し、還元炉にてその混合物を加熱してニッケル(酸化ニッケル)と鉄(酸化鉄)を還元することで、鉄-ニッケル合金(フェロニッケル)のメタルを生成させるものである。なお、還元処理により得られた還元物からメタルを分離(スラグからメタルを分離)することで、フェロニッケルを得ることができる。
≪2. About the smelting process≫
As described above, the method for smelting nickel oxide ore involves charging a mixture containing nickel oxide ore as a raw material ore and a carbonaceous reducing agent into a reduction furnace, heating the mixture in the reduction furnace to reduce nickel (nickel oxide) and iron (iron oxide), thereby producing metal of an iron-nickel alloy (ferronickel). Note that ferronickel can be obtained by separating the metal from the reduction product obtained by the reduction process (separating the metal from the slag).

具体的に、本実施の形態に係るニッケル酸化鉱石の製錬方法は、図1に示すように、ニッケル酸化鉱石を含む原料と炭素質還元剤とを混合する混合処理工程S1と、得られた混合物を所定の形状に成形する混合物成形工程S2と、成形された混合物を還元炉にて所定の還元温度で加熱して還元処理する還元工程S3と、還元処理に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回収工程S4と、を有する。 Specifically, as shown in FIG. 1, the nickel oxide ore smelting method according to the present embodiment includes a mixing process S1 in which a raw material containing nickel oxide ore is mixed with a carbonaceous reducing agent, a mixture forming process S2 in which the resulting mixture is formed into a predetermined shape, a reduction process S3 in which the formed mixture is heated at a predetermined reduction temperature in a reduction furnace for reduction, and a recovery process S4 in which the metal and slag generated by the reduction process are separated and the metal is recovered.

[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、また任意成分の添加剤として、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程度の粉末を混合して混合物を得る。なお、混合処理は、混合機等を用いて行うことができる。
[Mixing process]
The mixing process S1 is a process for mixing raw material powders including nickel oxide ore to obtain a mixture. Specifically, the raw material ore, nickel oxide ore, is mixed with a carbonaceous reducing agent, and powders having a particle size of, for example, about 0.2 mm to 0.8 mm, such as iron ore, flux components, and binders, are mixed as optional additives to obtain a mixture. The mixing process can be performed using a mixer or the like.

混合処理工程S1では、混合性を高めるために混練を行ってもよい。例えば、二軸混練機等により混合物を混練することにより混合物にせん断力を加えることで、炭素質還元剤や原料粉末等の凝集を解いて、より均一に混合できる。また、各々の粒子の密着性を高めることができ、得られる混合物に対して均一な還元処理が行い易くなる。 In the mixing process S1, kneading may be performed to improve mixability. For example, by kneading the mixture with a twin-screw kneader or the like, shear force is applied to the mixture, which breaks down aggregates of the carbonaceous reducing agent, raw material powder, etc., and allows for more uniform mixing. In addition, the adhesion of each particle can be increased, making it easier to perform a uniform reduction process on the resulting mixture.

原料鉱石であるニッケル酸化鉱石としては、特に限定されず、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、構成成分として、酸化ニッケル(NiO)と酸化鉄(Fe)とを含有する。 The nickel oxide ore as the raw material ore is not particularly limited, and may be limonite ore, saprolite ore, etc. Nickel oxide ore contains nickel oxide (NiO) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) as constituents.

上述したように、混合処理工程S1では、ニッケル酸化鉱石に対して特定量の炭素質還元剤を添加して混合し混合物とする。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、炭素質還元剤としては、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石と同等の粒度を有するものであることが好ましい。炭素質還元剤とニッケル酸化鉱石の粒度が同等であると、均一に混合し易くなり、その結果還元反応も均一に生じさせることができ好ましい。 As described above, in the mixing process S1, a specific amount of carbonaceous reducing agent is added to the nickel oxide ore and mixed to form a mixture. The carbonaceous reducing agent is not particularly limited, but examples include coal powder and coke powder. It is preferable that the carbonaceous reducing agent has the same particle size as the nickel oxide ore, which is the raw material ore. If the particle sizes of the carbonaceous reducing agent and the nickel oxide ore are the same, they can be easily mixed uniformly, and as a result, the reduction reaction can occur uniformly, which is preferable.

炭素質還元剤の混合量は、特に限定されないが、ニッケル酸化鉱石を構成する酸化ニッケルと酸化鉄とを過不足なく還元するのに必要な炭素質還元剤の量を100%としたとき、50.0%以下の割合とすることが好ましく、40.0%以下とすることがより好ましい。ここで、酸化ニッケルと酸化鉄とを過不足なく還元するのに必要な炭素質還元剤の量とは、酸化ニッケルの全量をニッケルメタルに還元するのに必要な化学当量と、酸化鉄を鉄メタルに還元するのに必要な化学当量との合計値(以下、「化学当量の合計値」ともいう)と言い換えることができる。このように、炭素質還元剤の混合量を、化学当量の合計値を100%としたときに50.0%以下の割合とすることで、還元反応を効率的に進行させることができる。なお、炭素質還元剤の混合量の下限値としては、特に限定されないが、化学当量の合計値を100%としたときに、10.0%以上の割合とすることが好ましく、15.0%以上の割合とすることがより好ましい。 The amount of the carbonaceous reducing agent is not particularly limited, but is preferably 50.0% or less, and more preferably 40.0% or less, when the amount of the carbonaceous reducing agent required to reduce the nickel oxide and iron oxide constituting the nickel oxide ore without excess or deficiency is taken as 100%. Here, the amount of the carbonaceous reducing agent required to reduce the nickel oxide and iron oxide without excess or deficiency can be rephrased as the total value of the chemical equivalent required to reduce the entire amount of nickel oxide to nickel metal and the chemical equivalent required to reduce the iron oxide to iron metal (hereinafter also referred to as the "total value of chemical equivalents"). In this way, by setting the amount of the carbonaceous reducing agent to a ratio of 50.0% or less when the total value of the chemical equivalents is taken as 100%, the reduction reaction can be efficiently promoted. The lower limit of the amount of the carbonaceous reducing agent is not particularly limited, but is preferably 10.0% or more, and more preferably 15.0% or more, when the total value of the chemical equivalents is taken as 100%.

ニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤のほか、任意成分として添加する鉄鉱石としては、特に限定されないが、例えば鉄品位が50%程度以上の鉄鉱石、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬により得られるヘマタイト等を用いることができる。また、バインダーとしては、例えば、ベントナイト、多糖類、樹脂、水ガラス、脱水ケーキ等を挙げることができる。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。 In addition to nickel oxide ore and carbonaceous reducing agent, the iron ore added as an optional component is not particularly limited, but examples include iron ore with an iron content of about 50% or more, and hematite obtained by wet smelting of nickel oxide ore. Examples of binders include bentonite, polysaccharides, resins, water glass, and dehydrated cake. Examples of flux components include calcium oxide, calcium hydroxide, calcium carbonate, and silicon dioxide.

下記表1に、混合処理工程S1にて混合する、一部の原料粉末の組成(重量%)の一例を示す。なお、原料粉末の組成としてはこれに限定されない。 Table 1 below shows an example of the composition (weight %) of some of the raw material powders mixed in the mixing process S1. Note that the composition of the raw material powders is not limited to this.

Figure 0007540348000001
Figure 0007540348000001

[混合物成形工程]
混合物成形工程S2は、混合処理工程S1で得られた混合物を成形する工程である。具体的には、原料粉末を混合して得られた混合物を、ある程度の大きさ以上の塊に成形し、次の還元工程S3での還元処理に際して、還元炉内に混合物を例えば積層して装入できるようにする。なお、後述するが、混合物は試料用容器内に収容され還元炉に装入される。
[Mixture molding process]
The mixture forming step S2 is a step of forming the mixture obtained in the mixing step S1. Specifically, the mixture obtained by mixing the raw material powders is formed into a lump of a certain size or more so that the mixture can be charged, for example, in a stacked manner into a reduction furnace during the reduction treatment in the next reduction step S3. As will be described later, the mixture is contained in a sample container and charged into the reduction furnace.

混合物を成形することで得られる塊状化物(ペレットとも称する)の形状としては、直方体状、円柱状、球状等とすることができる。このような形状であれば、混合物を成形し易く、成形にかかるコストを抑えることができる。また、これらの形状は、複雑なものではないため、不良品が出ることがほとんどなく成形における収率は極めて高い。 The shape of the agglomerates (also called pellets) obtained by molding the mixture can be rectangular, cylindrical, spherical, etc. Such shapes make it easy to mold the mixture and reduce molding costs. In addition, because these shapes are not complicated, there are almost no defective products and the yield rate of molding is extremely high.

成形(塊状化)した混合物のペレットの体積は、特に限定されず、例えば8000mm以上とすることができる。ペレットの体積が小さすぎると成形コストが高くなり、また還元炉に装入するのに手間がかかる可能性がある。さらに、ペレットの体積が小さい場合には、ペレット全体に占める表面積の割合が高くなるため、表面と内部とで還元の差の現れやすくなり、フェロニッケルの品質に影響を及ぼす可能性がある。混合物のペレットの体積を8000mm以上とすることで、成形コストを抑えることができ、取り扱いも容易なり好ましい。さらに、高い品質のフェルニッケルを製造することができる。 The volume of the pellets of the molded (agglomerated) mixture is not particularly limited, and can be, for example, 8000 mm3 or more. If the volume of the pellets is too small, the molding cost will be high, and it may be troublesome to charge the pellets into a reduction furnace. Furthermore, if the volume of the pellets is small, the ratio of the surface area to the entire pellet will be high, so that the difference in reduction between the surface and the inside is likely to appear, and this may affect the quality of ferronickel. By setting the volume of the pellets of the mixture to 8000 mm3 or more, molding costs can be suppressed and handling is easy, which is preferable. Furthermore, high quality ferronickel can be produced.

混合物を成形した後には、乾燥処理を施すようにしてもよい。混合物中の水分により、還元処理における急激な昇温によって混合物中の水分が一気に気化、膨張して、混合物が粉々になってしまうこともある。そのため、混合物成形工程S2の後に乾燥工程を設け、混合物を乾燥するようにしてもよい。例えば、乾燥工程では、混合物の固形分が70重量%程度で、水分が30重量%程度となるように乾燥処理を施すことができる。 After the mixture has been molded, it may be subjected to a drying process. Depending on the moisture in the mixture, the rapid temperature rise during the reduction process may cause the moisture in the mixture to evaporate and expand all at once, causing the mixture to break into pieces. For this reason, a drying process may be provided after the mixture molding process S2 to dry the mixture. For example, in the drying process, the mixture may be dried so that the solid content is about 70% by weight and the moisture content is about 30% by weight.

混合物に対する乾燥処理の方法は、特に限定されず、例えば150℃~400℃の熱風を塊状物に対して吹き付けて乾燥させることができる。なお、比較的大きな塊状の混合物である場合、乾燥前や乾燥後の混合物にひびや割れが入っていてもよい。塊が大きい場合は、割れ等によって表面積が大きくなってもその影響は僅かである。 There are no particular limitations on the method of drying the mixture, and for example, hot air at 150°C to 400°C can be blown onto the lumps to dry them. If the mixture is in relatively large lumps, it is acceptable for the mixture to have cracks or fissures before and after drying. If the lumps are large, the effect is minimal even if the surface area increases due to cracks, etc.

下記表2に、混合物(乾燥処理後)における固形分中組成(重量部)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 weight) of the solid content in the mixture (after drying). Note that the composition of the mixture is not limited to this.

Figure 0007540348000002
Figure 0007540348000002

[還元工程]
還元工程S3では、混合物成形工程S2で得られた混合物を、還元炉内において所定の還元温度に加熱して還元処理する。このような還元処理により、ニッケル酸化鉱石を含む混合物に対する還元反応が進行し、還元物としてメタルとスラグとが生成する。
[Reduction process]
In the reduction step S3, the mixture obtained in the mixture forming step S2 is heated to a predetermined reduction temperature in a reduction furnace and reduced. By such reduction treatment, a reduction reaction of the mixture containing nickel oxide ore progresses, and metal and slag are generated as reduction products.

還元処理の温度(還元温度)としては、1200℃以上1500℃以下とすることが好ましく、1250℃以上1450℃以下とすることがより好ましい。このような範囲の還元温度とすることで、効率的にかつ確実に還元反応を進行させて、所望とする特性のフェロニッケルを得ることができる。 The temperature of the reduction treatment (reduction temperature) is preferably 1200°C or higher and 1500°C or lower, and more preferably 1250°C or higher and 1450°C or lower. By setting the reduction temperature within this range, the reduction reaction can proceed efficiently and reliably, and ferronickel with the desired characteristics can be obtained.

なお、還元処理においては、混合物中のスラグは半熔融して液相と固相が混在した状態となるが、既に分離して生成したメタルとスラグとは混ざり合うことがなく、その後の冷却によってメタル固相とスラグ固相との別相として混在する混合物となる。この混合物の体積は、装入する混合物と比較すると50%~60%程度の体積に収縮している。 During the reduction process, the slag in the mixture becomes semi-molten and the liquid and solid phases coexist, but the metal and slag that have already separated do not mix together, and subsequent cooling results in a mixture of metal solid and slag solid phases that coexist as separate phases. The volume of this mixture has shrunk to about 50% to 60% of the volume of the mixture to be charged.

ここで、本実施の形態においては、還元処理に際して、混合物を還元炉の上部から試料昇降装置を用いて内部に装入し、また、還元処理により得られる還元物を、その試料昇降装置を用いて還元炉内から取出すことを特徴としている。 Here, in this embodiment, during the reduction process, the mixture is loaded into the reduction furnace from the top using a sample lifting device, and the reduced product obtained by the reduction process is removed from the reduction furnace using the sample lifting device.

(還元炉の装置構成について)
図2は、還元炉の構成の一例を示す模式図である。
(Configuration of reduction furnace)
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a reduction furnace.

図2に示すように、還元炉1は、炉本体11が箱型形状(直方体形状)を有する箱型炉とすることができる。また、還元炉1は、特に限定されないが、所定の位置にバーナー12が備えられ、バーナーによる加熱によって還元処理を実行するバーナー炉とすることができる。還元炉1の加熱方式としてバーナー加熱(バーナー炉)を採用することで、優れた燃焼性により炉内を加熱することができ、好ましい。なお、バーナーの燃料は、特に限定されず、LPG等の気体燃料、重油等の液体燃料、石炭やコークス等の固体燃料のいずれであってもよいが、その中でもより燃焼性に優れている点でLPGが好ましい。 As shown in FIG. 2, the reduction furnace 1 can be a box furnace in which the furnace body 11 has a box shape (rectangular parallelepiped shape). The reduction furnace 1 can be a burner furnace in which a burner 12 is provided at a predetermined position and the reduction process is performed by heating with the burner, although this is not particularly limited. By adopting burner heating (burner furnace) as the heating method for the reduction furnace 1, the inside of the furnace can be heated with excellent combustibility, which is preferable. The fuel for the burner is not particularly limited and may be any of gas fuels such as LPG, liquid fuels such as heavy oil, and solid fuels such as coal and coke, but LPG is preferable because of its excellent combustibility.

また、還元炉1は、箱型の炉本体11に内部配置される試料台13を備える。試料台13は、還元処理対象である混合物を載置するための台である。なお、試料台13には、混合物を収容した試料用容器が載置される。また、還元炉1は、例えばその上部面(天井面)に、炉内のガスを排気する排気口14を備える。 The reduction furnace 1 also includes a sample stage 13 that is disposed inside the box-shaped furnace body 11. The sample stage 13 is a stage on which the mixture to be reduced is placed. A sample container containing the mixture is placed on the sample stage 13. The reduction furnace 1 also includes an exhaust port 14, for example on its upper surface (ceiling surface), for exhausting gas from within the furnace.

また、還元炉1は、炉上部に試料昇降装置15を備えている。試料昇降装置15は、還元処理対象物である混合物(試料)を載置する試料台の真っすぐ上方(垂直方向の上部)に位置するように炉上部に設けられている。これにより、上下方向への試料昇降装置15による昇降操作によって混合物を試料台13に載置し、あるいは試料台13から混合物を持ち上げて炉外に取出すことができる。 The reduction furnace 1 also has a sample lifting device 15 at the top of the furnace. The sample lifting device 15 is provided at the top of the furnace so as to be located directly above (vertically at the top) the sample stage on which the mixture (sample) to be reduced is placed. This allows the mixture to be placed on the sample stage 13 by vertically lifting the sample lifting device 15, or the mixture can be lifted up from the sample stage 13 and removed from the furnace.

図3は、還元炉1の側面から視たときの内部構成を示す図であり、試料昇降装置15の構成をより具体的に説明するための図である。 Figure 3 shows the internal configuration of the reduction furnace 1 as viewed from the side, and is a diagram for explaining the configuration of the sample lifting device 15 in more detail.

図3に示すように、還元炉1の上部に設けられている試料昇降装置15は、昇降用チェーン51により構成されている。昇降用チェーン51の構成は、特に限定されず、例えば、図3のように、チェーン51aと、スプロケット51bとを有するものとすることができる。昇降用チェーン51は、チェーン51aの一端部をスプロケット51bに巻き掛け、上方に折り返した後、スプロケット51bに巻き掛けて下方に折り返して構成される。スプロケット51bによって下方に折り返されたチェーン51aの他端部には、処理対象物である混合物を収容する試料用容器20に連結される。なお、スプロケット51bは、図示しない回転軸の回転をチェーン51aに伝達するための歯車である。 As shown in FIG. 3, the sample lifting device 15 provided at the top of the reduction furnace 1 is composed of a lifting chain 51. The configuration of the lifting chain 51 is not particularly limited, and for example, as shown in FIG. 3, it can have a chain 51a and a sprocket 51b. The lifting chain 51 is composed by wrapping one end of the chain 51a around the sprocket 51b, folding it back upward, and then wrapping it around the sprocket 51b and folding it back downward. The other end of the chain 51a folded back downward by the sprocket 51b is connected to the sample container 20 that contains the mixture to be treated. The sprocket 51b is a gear for transmitting the rotation of a rotating shaft (not shown) to the chain 51a.

また、試料昇降装置15は、図3に示すように周囲を囲って密閉空間とすることができる装置構成であることが好ましい。また、試料昇降装置15と還元炉1の天井部との接続箇所には、開閉扉(図示しない)を設けて、昇降用チェーン51による混合物の装入又は取出しの操作を行うことには開閉扉を開口状態に、混合物を装入したのちに還元処理を行っている間は開閉扉を閉口状態にできるようにすることが好ましい。このように、好ましくは、試料昇降装置15を密閉空間にできる構造体とし、さらには還元炉1と試料昇降装置15との間に開閉扉を設けて還元処理の際には還元炉1と試料昇降装置15との間におけるガスの移動を遮断できるようにする。これにより、還元炉1外部からの空気の流入を防いで、還元処理により生成したメタルの酸化を抑制することができる。また、還元処理により生成した還元性ガスを炉内に閉じ込めて還元雰囲気を保持でき、より効率的に還元反応を進行させることができる。 In addition, the sample lifting device 15 is preferably configured to be surrounded to form a sealed space as shown in FIG. 3. In addition, it is preferable to provide an opening and closing door (not shown) at the connection point between the sample lifting device 15 and the ceiling of the reduction furnace 1, so that the opening and closing door can be opened when the mixture is loaded or removed using the lifting chain 51, and closed during the reduction process after the mixture is loaded. In this way, it is preferable to make the sample lifting device 15 a structure that can form a sealed space, and further provide an opening and closing door between the reduction furnace 1 and the sample lifting device 15 so that the movement of gas between the reduction furnace 1 and the sample lifting device 15 can be blocked during the reduction process. This prevents the inflow of air from outside the reduction furnace 1, and suppresses the oxidation of the metal generated by the reduction process. In addition, the reducing gas generated by the reduction process can be confined in the furnace to maintain a reducing atmosphere, allowing the reduction reaction to proceed more efficiently.

図4(A)、(B)は、試料である混合物を収容するための試料用容器の側面図である。試料用容器20は、例えば、混合物の載置面が凹部を構成し、四方に壁面が立設されて上面が開口した容器本体20aと、対向する壁面に渡るよう設けられた取手部20bとにより構成されている。試料用容器20の取手部20bは、試料昇降装置15の昇降用チェーン51の端部が係止され連結される部分であり、昇降用チェーン51による昇降操作によって、試料用容器20の容器本体20aの内部に収容された混合物が、持ち下げあるいは持ち下げられる。 Figures 4 (A) and (B) are side views of a sample container for containing a mixture as a sample. The sample container 20 is composed of a container body 20a, for example, in which the surface for placing the mixture forms a recess, walls are erected on all four sides, and the top is open, and a handle portion 20b provided to span the opposing wall surface. The handle portion 20b of the sample container 20 is a portion to which the end of the lifting chain 51 of the sample lifting device 15 is engaged and connected, and the mixture contained inside the container body 20a of the sample container 20 is lifted or lowered by the lifting operation of the lifting chain 51.

なお、試料用容器20の容器本体20aの載置面には、灰や炭素質還元剤等を敷いておいてもよい。これにより、還元処理に伴う載置面での混合物の融着を防ぐことができる。 In addition, ash or a carbonaceous reducing agent may be laid on the mounting surface of the container body 20a of the sample container 20. This can prevent the mixture from fusing on the mounting surface during the reduction process.

(試料昇降装置による混合物の装入/取出しの操作)
より具体的に、還元炉1における還元処理の際の、試料昇降装置15を用いた混合物の炉内への装入、炉外への混合物(還元処理により得られた還元物)の取出しについて、説明する。上述したように、混合物に対して還元処理を行うに際しては、その混合物を還元炉1の上部から試料昇降装置15を用いて炉内に装入し、還元処理の終了後、得られた還元物を試料昇降装置15を用いて炉内から取出す。
(Operation of loading/unloading mixture using sample lifting device)
More specifically, the following describes the loading of the mixture into the reduction furnace 1 using the sample lifting device 15 and the removal of the mixture (reduced material obtained by the reduction treatment) from the furnace during the reduction treatment in the reduction furnace 1. As described above, when the mixture is subjected to the reduction treatment, the mixture is loaded into the furnace from the top of the reduction furnace 1 using the sample lifting device 15, and after the reduction treatment is completed, the reduced material obtained is removed from the furnace using the sample lifting device 15.

・混合物の還元炉内への装入について
まず、試料用容器20の容器本体20a内に、試料である混合物を載置して収容する。次に、混合物を収容した試料用容器20の取手部20bに、還元炉1の上部に設置された試料昇降装置15を構成する昇降用チェーン51(チェーン51a)の端部を連結させる。そして、昇降用チェーン51のスプロケット51bを回転させチェーン51aを徐々に降下させる操作を行うことによって、チェーン51aに連結させた試料用容器20を、試料昇降装置15の下方であって還元炉1内部に設置された試料台13の上に載置する。
Loading the mixture into the reduction furnace First, the mixture, which is a sample, is placed and accommodated in the container body 20a of the sample container 20. Next, an end of the lifting chain 51 (chain 51a) constituting the sample lifting device 15 installed at the top of the reduction furnace 1 is connected to the handle 20b of the sample container 20 containing the mixture. Then, the sprocket 51b of the lifting chain 51 is rotated to gradually lower the chain 51a, thereby placing the sample container 20 connected to the chain 51a on the sample stage 13 installed inside the reduction furnace 1 below the sample lifting device 15.

試料台13に試料用容器20を載置したあとは、昇降用チェーン51と試料用容器20の取手部20bとの連結を解除して、昇降用チェーン51を巻き上げて試料昇降装置15内に格納してもよく、あるいは、連結を維持したまま、つまり昇降用チェーン10を試料昇降装置15から還元炉1内に保持したままの状態としてもよい。 After placing the sample container 20 on the sample stage 13, the connection between the lifting chain 51 and the handle portion 20b of the sample container 20 may be released and the lifting chain 51 may be wound up and stored in the sample lifting device 15, or the connection may be maintained, i.e., the lifting chain 10 may be held in the reduction furnace 1 from the sample lifting device 15.

試料台13への混合物を載置が完了すると、還元炉1内を所定の還元温度にまで昇温させて還元処理を開始する。 Once the mixture has been placed on the sample stage 13, the temperature inside the reduction furnace 1 is raised to a predetermined reduction temperature and the reduction process begins.

・混合物(還元物)の還元炉内からの取出しについて
次に、混合物に対する還元処理を終了して還元炉1から還元物(混合物に対する還元処理により得られた還元物)を取出すに際しては、試料用容器20の取手部20bに連結させた昇降用チェーン51を徐々の上昇させる操作を行う。還元処理時に、試料用容器20と昇降用チェーン51との連結を解除していた場合には、試料昇降装置15から再度昇降用チェーン51を降下させて試料用容器20と連結させたのちに、還元物を持ち上げる上昇操作を行う。
Removal of the mixture (reduced product) from the reduction furnace Next, when the reduction treatment of the mixture is completed and the reduced product (the reduced product obtained by the reduction treatment of the mixture) is to be removed from the reduction furnace 1, an operation is performed to gradually raise the lifting chain 51 connected to the handle 20b of the sample container 20. If the connection between the sample container 20 and the lifting chain 51 has been released during the reduction treatment, the lifting chain 51 is lowered again from the sample lifting device 15 to connect it to the sample container 20, and then an operation is performed to lift up the reduced product.

試料昇降装置15は、試料台13の直っすぐ上方に設けられていることから、昇降用チェーン51の垂直方向への上昇操作によって、簡易にかつ正確に、還元炉1から還元物を取出すことができる。 The sample lifting device 15 is located directly above the sample stage 13, so the reduced material can be easily and accurately removed from the reduction furnace 1 by vertically raising the lifting chain 51.

このように、試料昇降装置15を用いて、還元炉1の上部から試料である混合物を炉内に装入し、また還元処理後に混合物(還元物)を取出すようにすることで、従来のような杓等の治具を用いた操作のときのように治具が高温の熱により変形して操作不良が生じることを防ぐことができる。また、操作不良を防ぐことができることから、装入や取出しを短時間で行うことが可能となり、還元により生成したメタルの酸化を抑制し、品質低下を防ぐことができる。 In this way, by using the sample lifting device 15 to load the sample mixture into the reduction furnace 1 from the top and to remove the mixture (reduced material) after the reduction process, it is possible to prevent operational problems caused by deformation of the tool due to high heat, as occurs in conventional operations using a jig such as a ladle. In addition, because operational problems can be prevented, loading and unloading can be performed in a short time, and oxidation of the metal generated by reduction can be suppressed, preventing deterioration in quality.

以上のような還元工程S3での還元処理を行うことで、精度よく確実に、かつ効率的にフェロニッケルを製造することができる。 By carrying out the reduction process in the reduction step S3 as described above, ferronickel can be produced accurately, reliably, and efficiently.

[回収工程]
回収工程S4では、還元工程S3にて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。具体的には、容器に充填させた状態の混合物に対する還元加熱処理によって得られた、メタル相(メタル固相)とスラグ相(スラグ固相)とを含む混合物(混在物)からメタル相を分離して回収する。
[Recovery process]
In the recovery step S4, the metal and slag produced in the reduction step S3 are separated and the metal is recovered. Specifically, the metal phase is separated and recovered from a mixture (mixture) containing a metal phase (metal solid phase) and a slag phase (slag solid phase) obtained by subjecting the mixture filled in a container to a reduction heat treatment.

固体として得られたメタル相とスラグ相との混在物からメタル相とスラグ相とを分離する方法としては、例えば、篩い分けによる不要物の除去に加えて、比重による分離や、磁力による分離等の方法を利用することができる。 Methods for separating the metal phase and the slag phase from the mixture of metal phase and slag phase obtained as a solid include, for example, removing unnecessary materials by sieving, as well as separation by specific gravity or by magnetic force.

また、得られたメタル相とスラグ相は、濡れ性が悪いことから容易に分離することができ、上述した還元工程S3における処理で得られた、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。 The obtained metal phase and slag phase can be easily separated due to their poor wettability. For example, by dropping the large mixture obtained by the treatment in the reduction step S3 described above over a predetermined drop or by applying a certain amount of vibration during sieving, the metal phase and slag phase can be easily separated from the mixture.

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、すなわちフェロニッケルを回収する。 In this way, the metal phase and the slag phase are separated, and the metal phase, i.e., ferronickel, is recovered.

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。 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.

[実施例、比較例]
以下に示すような条件で、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤との混合物を還元し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を実行した。
[Examples and Comparative Examples]
A method for smelting nickel oxide ore was carried out to produce ferronickel by reducing a mixture of nickel oxide ore, which is a raw material ore, and a carbonaceous reductant under the conditions shown below.

(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:80重量%、平均粒径:約85μm)を、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と酸化鉄(Fe)とを過不足なく還元するのに必要な量を100%としたときに35.0%の割合となる量で含有させた。
(Mixing process)
A mixture was obtained by mixing nickel oxide ore as raw ore, iron ore, silica sand and limestone as flux components, a binder, and a carbonaceous reducing agent (coal powder, carbon content: 80% by weight, average particle size: about 85 μm) using a mixer while adding an appropriate amount of water. The carbonaceous reducing agent was contained in an amount that was 35.0% when the amount required to reduce nickel oxide and iron oxide (Fe 2 O 3 ) contained in the nickel oxide ore as raw ore was taken as 100%.

(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、φ15.0±1.0mmの大きさに篩った。その後、試料については、還元前に、固形分が70重量%程度、水分が30重量%程度となるように170℃~250℃の熱風を吹き付けることで乾燥処理を施した。下記表3に、乾燥処理後の試料の固形分組成(炭素を除く)を示す。
(Mixture molding process)
The resulting mixture was then granulated using a pan-type granulator and sieved to a size of φ15.0±1.0 mm. Thereafter, the sample was dried by blowing hot air at 170°C to 250°C onto it so that the solid content was about 70% by weight and the moisture content was about 30% by weight before reduction. Table 3 below shows the solid content composition (excluding carbon) of the sample after drying.

Figure 0007540348000003
Figure 0007540348000003

(還元工程)
次に、篩った試料(混合物試料)を12個に分け(実施例1~9、比較例1~3)、還元炉(バーナー炉)を用いて加熱して還元処理を施した。バーナーの燃料には、微粉炭、重油、及びコークスを用いた。
(Reduction process)
Next, the sieved sample (mixture sample) was divided into 12 pieces (Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 3), and was heated in a reduction furnace (burner furnace) to perform reduction treatment. Pulverized coal, heavy oil, and coke were used as fuel for the burner.

このとき、実施例では、還元炉として、図2及び図3に模式図を示したような、上部に試料昇降装置を備える還元炉を用いた。試料昇降装置は、図3に示すように、昇降用チェーンにより構成されており、処理対象の混合物を試料用容器(図4参照)に収容し、試料用容器の取手部に昇降用チェーンの一端部を連結させた。なお、試料用容器の載置面には灰(主成分はSiO、その他の成分としてAl、MgO等の酸化物を少量含有する)を敷き詰め、その上に混合物を載置するようにした。 In this embodiment, a reduction furnace equipped with a sample lifting device at the top, as shown in the schematic diagrams of Figures 2 and 3, was used. The sample lifting device is composed of a lifting chain as shown in Figure 3, and the mixture to be treated is placed in a sample container (see Figure 4), with one end of the lifting chain connected to the handle of the sample container. The surface of the sample container was covered with ash (mainly SiO2 , with small amounts of oxides such as Al2O3 and MgO as other components), and the mixture was placed on top of it.

そして、還元炉内への混合物の装入に際しては、昇降用チェーンの降下操作を行うことによって、混合物を収容した試料用容器を徐々に降下させ、還元炉内に設置した試料台に載置させるようにして装入した。混合物の還元炉内への装入後、還元炉内を密閉空間としてバーナーによる加熱を開始し、還元処理を行った。なお、還元炉内に空気が混入しないように、また試料昇降装置を冷却するために、試料昇降装置の内部を窒素パージした。 When the mixture was loaded into the reduction furnace, the lifting chain was lowered to gradually lower the sample container containing the mixture, and the sample was loaded onto the sample stage installed in the reduction furnace. After the mixture was loaded into the reduction furnace, the reduction furnace was made into an airtight space, and heating with a burner was started to carry out the reduction process. The inside of the sample lifting device was purged with nitrogen to prevent air from entering the reduction furnace and to cool the sample lifting device.

所定の還元時間の終了後、混合物(還元物)を載せた試料用容器を還元炉から取出した。還元物の取出しに際しては、試料昇降装置の昇降用チェーンを、試料用容器の取手部に連結させて、昇降用チェーンの上昇操作を行うことによって、試料用容器を徐々に上昇させ、還元炉から取出した。 After the specified reduction time had elapsed, the sample container containing the mixture (reduced material) was removed from the reduction furnace. When removing the reduced material, the lifting chain of the sample lifting device was connected to the handle of the sample container, and the lifting chain was raised to gradually raise the sample container and remove it from the reduction furnace.

還元炉から取出した還元物を冷却した後、下記に示すニッケルメタル化率、メタル中ニッケル含有率を測定した。 After the reduced material was removed from the reduction furnace and cooled, the nickel metallization rate and nickel content in the metal were measured, as shown below.

一方、比較例では、実施例とは異なる還元炉、すなわち、試料昇降装置を備えていない、単なる箱型バーナー炉を用いて還元処理を行った。還元炉内への混合物の装入に際しては、耐熱性の鉄で作られた杓を用いて、還元炉の側方に設けた試料装入取出口から押し入れて装入した。また、還元処理により得られた還元物の取出しに際しては、同じ杓を用いて引き出すことによって取出した。なお、混合物の装入、取出しのとき以外は、断熱ウールで試料装入取出口に蓋をした。 On the other hand, in the comparative example, the reduction treatment was carried out using a reduction furnace different from that in the example, i.e., a simple box-type burner furnace without a sample lifting device. When loading the mixture into the reduction furnace, a heat-resistant iron ladle was used to push the mixture into the reduction furnace through a sample loading/unloading port located on the side of the reduction furnace. The reduced product obtained by the reduction treatment was removed by pulling it out using the same ladle. The sample loading/unloading port was covered with insulating wool except when the mixture was loaded or unloaded.

[評価]
各試料を冷却した後、下記式により定義される、ニッケルメタル化率、メタル中ニッケル含有率について、ICP発光分光分析器(SHIMAZU S-8100)により分析して算出した。
ニッケルメタル率=混合物中のメタル化したNiの量÷(混合物中の全てのNiの量)×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÷(混合物中のメタルしたNiとFeの合計量)×100(%) ・・・[2]式
[evaluation]
After cooling each sample, the nickel metallization rate and the nickel content in the metal, defined by the following formula, were analyzed and calculated using an ICP emission spectrometer (SHIMAZU S-8100).
Nickel metal ratio = amount of metalized Ni in the mixture ÷ (total amount of Ni in the mixture) × 100 (%) ... [1] Metal nickel content = amount of metalized Ni in the mixture ÷ (total amount of metalized Ni and Fe in the mixture) × 100 (%) ... [2]

また、試料である混合物の還元炉への装入作業及び還元炉からの還元物の取出し作業に関しての作業性について評価した。具体的には、装入及び取出しの作業を問題なく行うことができた場合を『○』とし、治具に変形が生じる等して作業に不具合が発生して1分以上の作業時間を要した場合を『△』とし、混合物や還元物が炉内で引っ掛かる等して作業を行うことができなかった場合を『×』として評価した。 In addition, the workability of loading the sample mixture into the reduction furnace and removing the reduced material from the furnace was evaluated. Specifically, the case where loading and removing the sample could be performed without any problems was evaluated as "○", the case where a malfunction occurred in the work due to deformation of the jig or the like, which required more than one minute of work time was evaluated as "△", and the case where the work could not be performed due to the mixture or reduced material getting stuck in the furnace was evaluated as "×".

下記表4に、還元処理の条件と、ニッケルメタル率、メタル中ニッケル含有率の算出結果をそれぞれ示す。 Table 4 below shows the reduction treatment conditions and the calculation results for the nickel metal ratio and nickel content in the metal.

Figure 0007540348000004
Figure 0007540348000004

表4に示されるように、試料昇降装置を用いて、混合物の還元炉への装入、還元炉からの還元物の取出しを行った実施例1~9では、その装入、取出しの作業を問題なく効率的に行うことができ、ニッケルメタル化率、メタル含有率が共に良好な結果となった。これは、混合物の装入や取出しの作業を試料昇降装置を用いて行ったことで、スムーズに、正確かつ精度よく行うことができ、その結果として、生成したメタルの酸化等を効果的に抑制できたためと考えられる。 As shown in Table 4, in Examples 1 to 9, in which the sample lifting device was used to load the mixture into the reduction furnace and remove the reduced product from the furnace, the loading and unloading operations could be carried out efficiently without any problems, and both the nickel metallization rate and metal content were good results. This is thought to be because the sample lifting device allowed the loading and unloading of the mixture to be carried out smoothly, accurately and precisely, and as a result, oxidation of the generated metals could be effectively suppressed.

一方で、従来のように、杓を用いて混合物の装入に取出しを行った比較例1~3では、特に還元物の取出しに際して、杓が高温の熱により大きく曲がって変形し、炉に引っかかる等の不具合が生じた。そのため、作業に時間がかかってしまい、それに伴い、生成したメタルの酸化が進行して、実施例に比べてニッケルメタル化率、メタル含有率が共に低くなる結果となった(比較例1)。なお、比較例2、3では、取出し自体ができなかった。 On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, where the mixture was charged and removed using a ladle as in the past, problems arose, particularly when removing the reduced product, such as the ladle being significantly bent and deformed by the high heat, and getting caught in the furnace. This caused the work to take a long time, which in turn caused the oxidation of the generated metal to progress, resulting in both a lower nickel metallization rate and metal content rate compared to the Examples (Comparative Example 1). Note that in Comparative Examples 2 and 3, removal at all was not possible.

1 還元炉
11 炉本体
12 バーナー
13 試料台
14 排気口
15 試料昇降装置
51 昇降用チェーン
51a チェーン
51b スプロケット
20 試料用容器
20a 容器本体
20b 取手部
REFERENCE SIGNS LIST 1 reduction furnace 11 furnace body 12 burner 13 sample stage 14 exhaust port 15 sample lifting device 51 lifting chain 51a chain 51b sprocket 20 sample container 20a container body 20b handle

Claims (5)

原料鉱石であ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ニッケル酸化鉱石の製錬方法であって、
前記ニッケル酸化鉱石と、前記炭素質還元剤とを混合する混合処理工程と、
前記混合物を還元炉内に装入し、該混合物を加熱して還元処理を施す還元工程と、
を有し、
前記還元工程では、前記混合物を前記還元炉の上部から試料昇降装置により内部に装入して還元処理を行い、該還元処理により得られる還元物を該試料昇降装置により該還元炉内から取出
前記試料昇降装置は、昇降用チェーンを備えており、
試料用容器に収容した前記混合物を、前記昇降用チェーンに該試料用容器を係止させることにより、前記還元炉内への装入又は該還元炉内からの取出しを行う、
ニッケル酸化鉱石の製錬方法。
A method for smelting nickel oxide ore to produce ferronickel by reducing a mixture containing nickel oxide ore as a raw material ore and a carbonaceous reductant, comprising the steps of:
a mixing step of mixing the nickel oxide ore with the carbonaceous reductant;
a reduction step of charging the mixture into a reduction furnace and heating the mixture to subject it to a reduction treatment;
having
In the reduction step, the mixture is loaded into the reduction furnace from an upper portion thereof by a sample lifting device, and a reduction treatment is performed therein. A reduced product obtained by the reduction treatment is removed from the reduction furnace by the sample lifting device.
The sample lifting device includes a lifting chain,
the mixture contained in a sample container is loaded into or removed from the reducing furnace by engaging the sample container with the lifting chain;
A method for smelting nickel oxide ores.
前記還元炉は、箱型炉である、
請求項1に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。
The reduction furnace is a box furnace.
2. The method for smelting nickel oxide ore according to claim 1 .
前記還元炉は、加熱方式がバーナーであるバーナー炉である、
請求項に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。
The reduction furnace is a burner furnace whose heating method is a burner;
The method for smelting nickel oxide ore according to claim 2 .
前記還元工程では、
前記還元炉内にて、還元温度を1200℃以上1500℃以下として還元処理を施す、
請求項1乃至のいずれかに記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。
In the reduction step,
In the reduction furnace, a reduction treatment is performed at a reduction temperature of 1200° C. or more and 1500° C. or less.
A method for smelting nickel oxide ore according to any one of claims 1 to 3 .
ニッケル酸化鉱石の製錬に用いられ、ニッケル酸化鉱石を含む処理対象物を加熱して還元処理するための還元炉であって、
箱型炉であり、
炉上部に、昇降用チェーンにより構成される試料昇降装置を備え、
前記昇降用チェーンには前記処理対象物を収容した試料用容器が係止され、該昇降用チェーンの降下操作又は上昇操作によって、炉内への該処理対象物の装入又は取出しが行われる、
還元炉。
A reduction furnace used in the smelting of nickel oxide ore, for heating and reducing a treatment object containing nickel oxide ore, comprising:
It is a box furnace,
A sample lifting device consisting of a lifting chain is installed at the top of the furnace.
A sample container containing the object to be treated is engaged with the lifting chain, and the object to be treated is loaded into or unloaded from the furnace by lowering or raising the lifting chain.
Reduction furnace.
JP2021007852A 2021-01-21 2021-01-21 Nickel oxide ore smelting method, reduction furnace Active JP7540348B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021007852A JP7540348B2 (en) 2021-01-21 2021-01-21 Nickel oxide ore smelting method, reduction furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021007852A JP7540348B2 (en) 2021-01-21 2021-01-21 Nickel oxide ore smelting method, reduction furnace

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022112159A JP2022112159A (en) 2022-08-02
JP7540348B2 true JP7540348B2 (en) 2024-08-27

Family

ID=82656142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021007852A Active JP7540348B2 (en) 2021-01-21 2021-01-21 Nickel oxide ore smelting method, reduction furnace

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7540348B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009108356A (en) 2007-10-29 2009-05-21 Toho Titanium Co Ltd Titanium sponge extraction method and apparatus
JP2014051723A (en) 2012-09-10 2014-03-20 Hitachi Metals Ltd Rare earth metal recovery device and rare earth metal recovery method
JP2017197815A (en) 2016-04-27 2017-11-02 住友金属鉱山株式会社 Method of refining nickel oxide ore
JP2020045542A (en) 2018-09-20 2020-03-26 住友金属鉱山株式会社 Oxide ore smelting method
JP2020084268A (en) 2018-11-26 2020-06-04 住友金属鉱山株式会社 Smelting method of oxide ore

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05237468A (en) * 1992-02-26 1993-09-17 Hitachi Ltd Incineration ash heating and melting treatment method and apparatus
KR101476308B1 (en) * 2013-04-30 2014-12-24 한국기계연구원 Apparatus for reducing metal oxide with magnesium, and the method for reducing metal oxide using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009108356A (en) 2007-10-29 2009-05-21 Toho Titanium Co Ltd Titanium sponge extraction method and apparatus
JP2014051723A (en) 2012-09-10 2014-03-20 Hitachi Metals Ltd Rare earth metal recovery device and rare earth metal recovery method
JP2017197815A (en) 2016-04-27 2017-11-02 住友金属鉱山株式会社 Method of refining nickel oxide ore
JP2020045542A (en) 2018-09-20 2020-03-26 住友金属鉱山株式会社 Oxide ore smelting method
JP2020084268A (en) 2018-11-26 2020-06-04 住友金属鉱山株式会社 Smelting method of oxide ore

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022112159A (en) 2022-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7415369B2 (en) Oxidized ore smelting method
WO2017183666A1 (en) Method for smelting oxide ore
WO2017188344A1 (en) Oxide ore smelting method
JP6772525B2 (en) Pellet manufacturing method and nickel oxide ore smelting method
WO2018216513A1 (en) Method for smelting oxide ore
JP7196461B2 (en) Method for smelting oxide ore
JP7540348B2 (en) Nickel oxide ore smelting method, reduction furnace
JP7540350B2 (en) Nickel oxide ore smelting method, reduction furnace
WO2018147145A1 (en) Metal oxide smelting method
JP7533089B2 (en) Nickel oxide ore smelting method, reduction furnace
JP6772526B2 (en) Nickel oxide ore smelting method
JP7548075B2 (en) Method for smelting nickel oxide ore
JP7517041B2 (en) Method for smelting nickel oxide ore
JP7540349B2 (en) Nickel oxide ore smelting method, reduction furnace
JP7548074B2 (en) Method for smelting nickel oxide ore
JP7563249B2 (en) Method for smelting nickel oxide ore
JP7167534B2 (en) Method for smelting oxide ore
JP7563248B2 (en) Method for smelting nickel oxide ore
JP7548073B2 (en) Method for smelting nickel oxide ore
JP6809603B2 (en) Metal oxide smelting method
JP2018178219A (en) Method of smelting oxide ore
JP7677134B2 (en) Method for smelting nickel oxide ore
JP7757798B2 (en) Nickel oxide ore smelting method
JP7735851B2 (en) Nickel oxide ore smelting method
JP6926993B2 (en) Pellet manufacturing method, nickel oxide smelting method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230801

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240426

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240507

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240617

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240716

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240729

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7540348

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150