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公開番号2024110749
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-16
出願番号2023015520
出願日2023-02-03
発明の名称ニッケル酸化鉱石の製錬方法
出願人住友金属鉱山株式会社
代理人個人,個人
主分類C22B 23/02 20060101AFI20240808BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】ニッケル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、得られるメタルの品位を高めることができ、高品質のメタルを効率的に製造することができるニッケル酸化鉱石の製錬方法を提供する。
【解決手段】ニッケル酸化鉱石と、還元剤と、を混合して混合物を得る混合工程と、混合物に還元処理を施す還元工程と、を有し、還元工程においてニッケル酸化鉱石と混合する前記還元剤は、木炭と澱粉と石炭とを含有する、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ニッケル酸化鉱石と、還元剤と、を混合して混合物を得る混合工程と、
前記混合物に還元処理を施す還元工程と、
を有し、
前記還元工程において前記ニッケル酸化鉱石と混合する前記還元剤は、木炭と澱粉と石炭とを含有する、
ニッケル酸化鉱石の製錬方法。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記還元工程において前記ニッケル酸化鉱石と混合する前記還元剤は、澱粉と木炭との合計含有量が前記還元剤全量中２０質量％以上８０質量％以下である
請求項１に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。
【請求項３】
前記混合工程では、前記混合物に含まれる酸化ニッケル及び酸化鉄の全量を還元するのに必要な還元剤の質量を１００質量％としたときに、２５質量％以上３５０質量％以下の割合となるように前記還元剤を混合して混合物を得る
請求項１又は２に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。
【請求項４】
前記混合工程において前記ニッケル酸化鉱石と混合する澱粉の化学当量と、前記ニッケル酸化鉱石と混合する木炭の化学当量と、の混合割合は、３０：７０～７０：３０である
請求項１又は２に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル酸化鉱石と還元剤とを含有する混合物に還元処理を施してフェロニッケルを得る製錬方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
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、熔錬炉を使用して硫黄と共に硫化焙焼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還元剤を用いて還元することによって鉄－ニッケル合金（以下、「フェロニッケル」ともいう）を製造する乾式製錬方法、オートクレーブを使用して硫酸でニッケルやコバルトを浸出して得た浸出液に硫化剤を添加して混合硫化物（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。
【０００３】
上述した種々の製錬方法の中で、炭素源と共に還元してニッケル酸化鉱石を製錬する場合、先ず、その原料鉱石を塊状物化やスラリー化等するための前処理が行われる。具体的に、ニッケル酸化鉱石を塊状物化、すなわち粉状や微粒状から塊状にする際には、そのニッケル酸化鉱石をバインダーや還元剤等と混合し、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。
【０００４】
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。また、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となり、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ため、混合物を均一に混合し、またペレットを還元処理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。
【０００５】
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である。なぜなら、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、同時に生成した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）が大きく低下する。このことから、還元後のフェロニッケルを粗大化する処理も必要となる。
【０００６】
また、製錬コストの低減も重要な技術課題であり、コンパクトな設備で操業できる連続処理が望まれている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、金属酸化物と還元剤とを含む塊成物を、移動床型還元溶融炉の炉床上に供給して加熱し、金属酸化物を還元溶融させる粒状金属の製造方法において、塊成物同士の距離を０としたときの塊成物の炉床への最大投影面積率に対する、塊成物の炉床への投影面積率の相対値を敷密度としたとき、平均直径が１９．５ｍｍ以上３２ｍｍ以下の塊成物を、敷密度が０．５以上０．８以下になるように炉床上に供給して加熱する方法が開示されている。この方法では、塊成物の敷密度と平均直径とを併せて制御することで、粒状金属鉄の生産性を高められることが記載されている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示の方法は、塊成物の外側で起こる反応を制御するための技術であり、還元反応において最も重要な因子である、塊成物の内部で起きる反応の制御については着目していない。他方で、塊成物の内部で起きる反応を制御することで、反応効率を高め、還元反応をより均一に進めることで、より高品質のフェロニッケルを得ることが求められている。
【０００９】
また、特許文献１にあるような、特定の直径を有するものを塊成物として用いる方法では、特定の直径を有しないものを取り除く必要がある。そのため、塊成物を作製する際の収率は低いものであった。また、特許文献１に開示される方法は、塊成物の敷密度を０．５以上０．８以下に調整する必要があり、塊成物を積層させることもできないため、生産性の低い方法でもあった。また、これらの理由により、製造コストが上昇させる要因にもなっていた。
【００１０】
このように、ニッケル酸化鉱石等の酸化鉱石を混合及び還元して金属や合金を製造する技術には、生産性を高め、製造コストを低減させ、メタルの品質を高めるという点で、多くの技術的課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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