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公開番号2025133776
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2025109120,2023531253
出願日2025-06-27,2021-06-30
発明の名称マンガン系合金の製造方法及びその製造装置
出願人新日本電工株式会社
代理人IBC一番町弁理士法人
主分類C22B 47/00 20060101AFI20250904BHJP(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】マンガン系合金製造において、CO₂排出削減を可能にするCO₂排出削減マンガン系合金の製造方法とその製造装置を提供することを課題とする。
【解決手段】マンガン鉱石を加熱して水素還元させた還元マンガン鉱石にする工程(1)を含むCO₂排出削減マンガン系合金の製造方法である。
特許請求の範囲【請求項１】
マンガン鉱石を加熱して水素還元させて還元マンガン鉱石を作製する工程（１）を含むことを特徴とするマンガン系合金の製造方法。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
更に、前記還元マンガン鉱石を炭材とともに電気炉に投入して精錬を行い、次いでスラグ・メタル分離を行う工程（２）を含むことを特徴とする請求項１記載のマンガン系合金の製造方法。
【請求項３】
更に、前記還元マンガン鉱石の一部又は全てを溶融酸化物電解で精錬を行い、次いでスラグ・メタル分離を行う工程（３）を含むことを特徴とする請求項１又は２記載のマンガン系合金の製造方法。
【請求項４】
前記還元マンガン鉱石のマンガン酸化度が、１．６以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のマンガン系合金の製造方法。
【請求項５】
前記還元マンガン鉱石のマンガン酸化度が、１．１以下であることを特徴とする請求項４記載のマンガン系合金の製造方法。
【請求項６】
前記水素還元における還元材のガスにおける水素の占める割合が７０モル％超である、請求項１～５のいずれかに記載のマンガン系合金の製造方法。
【請求項７】
前記スラグ中のＭｎ量が、１０％～２９％である、請求項２～６のいずれかに記載のマンガン系合金の製造方法。
【請求項８】
前記加熱が、電気加熱を含むことを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載のマンガン系合金の製造方法。
【請求項９】
前記加熱が、水素燃焼による加熱を含むことを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載のマンガン系合金の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（２）で副生する溶融スラグに、ケイ素を含有する合金鉄若しくは金属アルミニウムを含む還元材、又は、ケイ素を含有する合金鉄と金属アルミニウムとを含む還元材で、前記溶融スラグ中に含まれるマンガン酸化物の少なくとも一部を還元する工程（４）をさらに含むことを特徴とする請求項２～９のいずれかに記載のマンガン系合金の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、マンガン系合金の製造方法とその製造装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
マンガン系合金、例えば、フェロマンガンは、高炉又は電気炉にマンガン鉱石とコークス等の還元材を投入して加熱することで鉱石中のマンガンや鉄を還元することによって製造される。高炉法では熱源及び還元材としてコークスを用いるが、電炉法では熱源は電力として還元材にコークスを用いるというのが基本的な考え方である。
【０００３】
従来、マンガン系合金製造は、マンガン系合金をいかに効率よく製造するかという視点で技術開発が行われてきた。例えば、スラグ中に残存するマンガンを更に還元して抽出するためにケイ素を含有する合金鉄や金属アルミニウムなどの還元材を投入する技術が、特許文献１や特許文献２に開示されている。また、高炉や電炉にマンガン鉱石を直接投入するのではなく、高炉法や電炉法で発生する一酸化炭素ＣＯガスやコークスで予めマンガン鉱石を予備還元してから高炉や電炉に投入する技術が、特許文献３～６に開示されている。
【０００４】
また、非特許文献１には、フェロマンガンの製造において高価な電力から安価な石炭を使用するようになってきた背景で、予熱・予備還元の予備処理が挙げられ、マンガン鉱石の炭素による還元に関する研究の一環として、一酸化炭素や水素ガスによる各還元反応過程の一連の基礎的な研究が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００６－１６１０７９号公報
特開昭５９－２２２５５２号公報
特開昭６３－１９５２４４号公報
特開昭５９－２１５４５８号公報
特公昭３８－４４５６号公報
特公昭３８－１２８１１号公報
【非特許文献】
【０００６】
寺山清志ら、熱測定１８（３）、１６４（１９９１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、マンガン系合金の製造では、これまで効率よく製造する技術開発は行われてきたが、マンガン鉱石を還元する際の還元材としてコークス等の炭材を使用することを前提とし、ＣＯ
２
を削減しようとする試みはなされていなかったことを見出した。
【０００８】
現に、特許文献１～６やそれ以外のマンガン系合金の製造に関する先行技術文献をみても、ＣＯ
２
排出削減を目的として技術開発は行われておらず、それに関する記載も示唆もない。従来のマンガン系合金の製造に関する技術開発では高効率にすることで間接的に多少のＣＯ
２
排出削減はなされているが、ＣＯ
２
発生削減の観点からＣＯ
２
発生源となる炭材の使用量を減らす、又はゼロにしようとする取り組みは全くなされていなかった。
【０００９】
また例えば、非特許文献１のように、マンガン鉱石の還元挙動に関して、炭素以外の一酸化炭素や水素など還元材を用いた基礎研究はあるが、金属マンガンまで還元してマンガン系合金を製造するプロセスにおいては、メタンＣＨ
４
を使う天然ガスを使用して還元するという提案のみに至っており、ＣＯ
２
発生削減の観点で利用するということに関して開示も示唆も無い。
【００１０】
また、特許文献４の図４の説明では、予備還元ペレットとするために、フェロマンガン炉及びＳｉ、Ｍｎ炉の余剰ガス（コークス由来）を用いているので、本発明のＣＯ
２
削減効果は出ない。特許文献４は、電力原単位を減らす効果はあると思われるものの、炭材を減らす効果はない。
（【００１１】以降は省略されています）

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