JPH0598366A

JPH0598366A - ケイ酸苦土ニツケル鉱石の処理方法

Info

Publication number: JPH0598366A
Application number: JP14396591A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Katayama; 賢一片山; Retsu Nagabayashi; 烈長林; Takashi Yamauchi; 隆山内
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1991-05-20
Filing date: 1991-05-20
Publication date: 1993-04-20

Abstract

(57)【要約】【目的】ケイ酸苦土ニッケル鉱石から複雑かつ高価な
設備を必要とせずに、金属ニッケルを含有した製鋼原料
を製造する。【構成】鉱石を塩酸で浸出しシリカを除去後、予備中
和を行いｐＨを0.1〜3.5とすることによって遊離塩酸を
中和するとともに濾過性の優れた鉄沈澱物を生成し、必
要ならば鉄沈澱物を濾別し、反応性の高い微細鉄粉を添
加し 40〜100℃、大気圧下でニッケルの置換析出を行い
濾過して、鉄−ニッケル混合物(製鋼原料)を得るととも
に、濾液から塩酸と酸化マグネシウムを回収してリサイ
クルする。【効果】従来濾過が困難であった鉄沈澱物の濾過を容
易にし、従来高温高圧を必要としたニッケルの置換析出
反応を常温常圧下で工業的に可能とし、ニッケル鉱石の
処理方法を経済的にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はステンレス鋼などのニッ
ケル含有合金の製造原料となる鉄、ニッケル、クロムの
混合物を製造するためのケイ酸苦土ニッケル鉱石の処理
方法に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】現在工業的に行われているケ
イ酸苦土ニッケル鉱石を原料としたフェロニッケルの製
錬は、乾燥、か焼した鉱石を溶鉱炉や電気炉を用いて溶
解する方法が最も多い。しかしこの方法では鉱石を濃縮
せずに脈石ごとに全量を溶解しているため、炭剤やフラ
ックス等の副原料あるいは熱エネルギーに無駄な費用を
消費している。

【０００３】一方、湿式法では例えばニッケル鉱石を塩
酸等の鉱酸で浸出し、浸出液を中和することによって浸
出液中の有価金属を回収する方法を利用することは公知
である。例えば本出願人がすでに特許出願した「ケイ酸
苦土ニッケル鉱石の処理方法」（特願平2ー44514）では
中和剤として酸化カルシウム、炭酸カルシウムなどのカ
ルシウム化合物を用いて中和して鉄、ニッケルを沈澱除
去した後、さらにカルシウム化合物を添加し、マグネシ
ウムを沈澱除去して塩化カルシウム水溶液を得ている。
しかしながらこの安定な塩化カルシウムを分解して塩酸
を回収することが難しい、などの問題点を有する。一
方、塩酸回収が容易となるように、酸化マグネシウムを
中和剤として使用する方法としては、米国特許第24681
03号や、特開昭50−110901「超塩基性岩から金属を回収
する方法」や、特開昭54−5816「含ニッケル酸化鉱石の
処理方法」などがあるが、鉱石中の鉄の量が多く濾過洗
浄に問題があるために、鉄の全量を中和によって沈澱回
収することは工業化が困難である。そこで米国特許第2
468103号では鉄含有量の低いガーニエライト鉱石に限定
し、沈澱させる鉄の量をできるだけ少なくしている。ま
た特開昭54−5816「含ニッケル酸化鉱石の処理方法」で
は鉄をメチルイソプチルケトンで抽出除去した後、Ｍｇ
Ｏで中和してニッケルを水酸化物として沈澱回収してい
る。このように工程を複雑化するという犠牲のもとに鉄
沈澱物に対する解決策がとられている。

【０００４】また、湿式法のもう一つとして、酸性溶液
中からイオン化ポテンシャルの差を利用して置換反応
(セメンテーション)によって目的とする金属を析出回収
する方法は公知である。一般にこの方法ではニッケルを
析出する場合には亜鉛を、銅を析出する場合には鉄を、
というようにイオン化ポテンシャルの差が大きいことが
必要である。しかし鉄とニッケルとの間のその差は小さ
いため、置換剤として一般的な鉄材を用いた場合には鉄
を高温高圧下で反応させて鉄、ニッケルを得る方法が研
究されているが、この方法では装置材料として高温高圧
下（150℃〜39MPa〜）で耐腐食性を持つ高価な材料を必
要とする欠点を有する。そこで特願昭62−293144および
特願昭62−297701では、常温常圧で置換反応が可能な鉄
粉、すなわち微細で比表面積の大きい活性な微細鉄粉を
用いることによりこの問題を解決している。

【０００５】

【問題を解決するための手段】本発明は前述した問題点
を克服するための処理方法を提供する。すなわち、ケイ
酸苦土ニッケル鉱石を塩酸で浸出して得た浸出液に鉄粉
を添加してニッケルを置換析出する方法において、鉄粉
添加に先だって遊離酸を中和し、ニッケルと共存する鉄
（Ｆｅ³⁺）を除去すること（予備中和）によってニッケ
ルの置換析出反応性を著しく向上できることを知見し
た。これは電気化学分野において周知のように、Ｆｅ→
Ｆｅ²⁺の酸化反応の対としてＮｉ²⁺→Ｎｉの還元反応が
起こりニッケルを析出回収できるが、電気化学的に貴な
還元反応であるＦｅ³⁺→Ｆｅ²⁺や２Ｈ⁺→Ｈ₂の反応がＮ
ｉ²⁺→Ｎｉの還元反応の競争反応となって起こればニッ
ケルの析出を妨害する。したがって、本浸出液のように
多量の鉄（Fe³⁺）と遊離酸を含む場合には上記予備中和
がニッケルの置換析出反応に非常に効果的となり、さら
に遊離酸を中和することによって添加する微細鉄粉の溶
解による消失を抑制することができニッケルの析出効果
が向上することができる。この際、発明者らがすでに出
願した「ケイ酸苦土ニッケル鉱石の処理方法（特願平3
ー57845）に示すように、中和剤の添加方法等の条件を
工夫することにより、沈澱物の濾過洗浄工程で問題とな
らないような濾過性の優れた沈澱物を生成する。また添
加する鉄粉としては、前述した特願昭62−293144、特願
昭62−297701に示されるように、既知の方法によって水
酸化鉄あるいは酸化鉄から製造した反応性の高い微細鉄
粉を用いることにより、高温高圧の厳しい条件を必要と
せず、設備的にも安価にニッケルを回収することがで
き、この微細鉄粉添加によるニッケル回収工程、および
上記中和工程を鉱石処理に組み入れることによってニッ
ケル鉱石の経済的な、効率的な処理を可能とならしめる
ものである。

【０００６】

【発明の構成】本発明はケイ酸苦土ニッケル鉱石を塩酸
で浸出し、シリカを主成分とする浸出残渣を分離し（浸
出工程）、浸出残渣除去後の浸出液に中和剤を徐添加し
てｐＨを0.1〜3.5とすることによって遊離塩酸を中和す
るともに濾過性の優れた鉄沈澱物を生成させ（予備中和
工程)、この浸出液に微細鉄粉を添加して40〜100℃、大
気圧下で浸出液中のニッケルを置換析出させ、析出した
金属ニッケルを溶液から分離し（ニッケル回収工程）、
ニッケル回収後の溶液から空気酸化または中和によりｐ
Ｈを3.5〜7.5として鉄を沈澱させて塩化マグネシウム水
溶液から濾過分離し（除鉄工程）、塩化マグネシウム水
溶液を乾燥、焙焼して塩酸と酸化マグネシウムを回収す
る（塩酸回収工程）ことからなるケイ酸苦土ニッケル鉱
石の処理方法を提供する。

【０００７】本発明方法の実施において好ましい中和剤
は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、水酸化マグネシウム
（Ｍｇ（ＯＨ）₂）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ₃）お
よびマグネシア（ＭｇＯ）もしくはそれらを含有する鉱
物、またはこれらの中和剤をスラリー状にしたもの、の
うち１種または２種以上であり、予備中和工程および除
鉄工程では処理する水溶液の温度を50℃以上に保持し、
中和剤を徐添加して濾過、洗浄性の優れた鉄沈澱物を生
成する。望ましくはＭｇ純分換算で、0.37〜1.88ｇ／分
・リットルの添加速度で添加することが好ましい。本発
明の方法において、ニッケル回収工程は微細鉄粉を用
い、40〜100℃ 大気圧下でニッケルの置換析出を行う。
本発明方法の実施において用いる好ましい鉄粉は、予備
中和工程および徐鉄工程で得られた水酸化鉄または鉄鋼
業で発生する酸化鉄をロータリーキルン、流動層炉等で
還元性ガスによって還元して得られた反応性の高い微細
鉄粉である。望ましくは粒径が0.1〜15μｍ、比表面積
が1.0〜5.0ｍ²/ｇの微細鉄粉である。還元性ガスとし
ては水素が望ましい。このような鉄粉を用いることによ
り、ニッケルの回収工程においてニッケルの置換析出反
応を比較的低温（100℃以下）で、大気圧下でも短時間
で行うことができる。塩酸浸出液の加熱温度は５０℃以
上である必要があるが上限に特に定める必要はない。何
人も不必要に加熱しエネルギーを浪費することはしない
であろう。本発明法では塩酸回収工程が得られ、酸化マ
グネシウムを中和に再利用することができる。

【０００８】本発明の方法において、浸出工程は塩酸に
より鉱石中の鉄、ニッケルを完全に浸出し、濾過により
シリカを残渣として取り除くことを目的としている。そ
の手段として浸出槽中に粉砕したニッケル鉱石と塩酸を
装入し、好ましくは50℃以上に加熱、攪拌し、鉄、ニッ
ケルを完全に浸出した後、この浸出液を濾過する。浸出
工程において塩酸濃度は特別に限定はないが、６Ｎ前後
が適当である。こうして鉄，ニッケル，クロムおよびマ
グネシウムを含む浸出液とシリカを主成分とする浸出残
渣を得る。ここで生じた浸出残渣は周知の選鉱技術を応
用して純度の高いシリカ粉を副産物として製造すること
もできる。予備中和工程は、常温でも進行するが、50℃
以上で実施するほうが好ましい。その場合には室温近傍
まで冷却してから濾過を行うか、または濾材等をいため
ない50〜90℃程度の温度で濾過するが、次のニッケル回
収工程での加熱エネルギーをできるだけ抑えるためにも
後者のほうが望ましい。予備中和工程では塩酸浸出液濃
度をＦe：0.3〜0.6モル／リットル、Ｎi：0.05〜0.2モ
ル／リットル、Ｍｇ：1.0〜1.7モル／リットルに調整
することが望ましい。

【０００９】予備中和工程では塩酸浸出液温度を50℃以
上に保持し、中和目標ｐH値を0.1〜3.5 として中和剤を
徐添加して濾過、洗浄性の優れた鉄沈澱物を生成する。
その手段としては前記シリカ除去後の50℃以上の塩酸浸
出液の遊離塩酸を中和しｐＨを浸出液濃度に応じて0.1
〜3.5の範囲になるように、しかも鉄の沈澱を徐々に生
成させる添加速度で中和剤を添加し、鉄の水酸化物を沈
澱成長させ、濾過洗浄性の優れた沈澱物とする。望まし
くはＭｇ量基準で0.37〜1.88ｇ／分・リットルの添加速
度で添加することが好ましい。ここで浸出液を５０℃以
上に加熱して行うことは、濾過の際に濾過性のよい沈澱
物が生成されるために好ましい。また、中和目標値のｐ
Ｈを上記の範囲内として完全に中和しないのは、次工程
のニッケル回収工程でのニッケルの置換析出反応を効率
良く行うための重要な要件である。また、上記の中和剤
の添加速度で中和を行うのが望ましい理由は、添加速度
を1.88ｇ／分・リットルより速くすれば沈澱物の生成速
度が増し、沈澱物粒子が微細となって濾過性が若干低下
するからである。さらに局部的にｐＨの高い領域を生じ
Ｎｉの共沈が起こり、鉄の沈澱物をここで除去する場合
には次工程のニッケル回収工程での溶液中のニッケル濃
度が薄くなる。その結果ニッケル歩留りが低くなるから
である。一方、中和剤添加速度を0.37ｇ／分・リットル
より遅くしても、その結果沈澱物の性状に著しい効果は
なく、ただいたずらに予備中和工程での処理時間が長く
なり生産性を低くするからである。予備中和工程で生成
した鉄沈澱物は、次のニッケル回収工程でニッケル品位
の高いものを得る場合には一旦濾過して除去してもよい
し、そうでない場合は次のニッケル回収工程で析出した
ニッケルと共に溶液から濾過分離してもよい。後者の場
合、鉄沈殿物を単独で濾過する場合に比べ、微細鉄粉上
に析出したニッケルの濾過助材の働きによって濾過性は
更に良くなるという利点を持つ。

【００１０】ニッケル回収工程では鉄粉を添加して溶液
中のニッケルの 100％を置換析出して金属ニッケルを回
収する。その手段としては、予備中和した溶液、あるい
は予備中和して鉄沈澱物を除去した溶液を 50〜100℃に
保持し、鉄粉を添加して大気圧下で攪拌してニッケルの
置換析出を行う。ここで溶液中に存在する若干のクロム
も、析出ニッケルを濾過、回収する際に沈澱物として鉄
−ニッケル混合物と一緒に回収される。添加する鉄粉と
しては基本的には予備中和工程および除鉄工程で発生す
る水酸化鉄を還元処理したものを用いるが、その他に鉄
鋼業において酸洗廃液処理で生じる酸化鉄、製鋼工場で
発生する転炉ダストに含まれる鉄粉、製鋼スラグから磁
選して得られる粒鉄などを微粉砕、還元して得られる鉄
粉を用いてもよい。予備中和工程および除鉄工程で発生
する水酸化鉄を還元処理して用いる場合はその全量から
鉄粉を製造する必要はなく、必要量以外は通常の還元処
理をして製鋼原料とする。

【００１１】置換反応は鉄粉上で起こるため、ニッケル
は鉄の表面上に析出した形で得られる。化学量論的に過
剰の鉄粉を添加すると未反応の鉄粉が残る。したがっ
て、目的とする金属ニッケルの品位は、添加する鉄粉の
量によって任意に変えることができ、任意のニッケル濃
度の鉄−ニッケル混合物を得ることが可能である。ここ
で用いる鉄粉の特性として、公知の方法で、例えば流動
状態で水素還元して得られる反応性の高い微細鉄粉であ
ることが重要である。望ましくは粒径が0.1〜15μｍ、
比表面積が1.0〜5.0ｍ²／ｇと、微細で比表面積の大き
いものを用いる。これにより置換析出反応に高温高圧
の厳しい条件を必要とせず、50〜100℃、大気圧下で可
能であり、設備的にも安価にすることができる。置換
析出したニッケルおよび未反応の鉄粉はフィルタープレ
ス等によって濾過して塩化物水溶液から分離してもよい
し、デカンテーションによって分離してもよい。こうし
て得られた鉄−ニッケル混合物は乾燥してステンレス鋼
等の製鋼原料とする。望ましくは真空乾燥することが好
ましい。

【００１２】除鉄工程では、ニッケルおよび鉄粉を分離
した後の鉄，マグネシウムを含有する塩化物水溶液か
ら、後工程での塩酸回収工程で純度の高い酸化マグネシ
ウムを得るために鉄等の不純物を除去する。その手段と
しては水溶液を中和して鉄を沈澱除去するが、公知の方
法、例えば空気酸化によって鉄を沈澱除去することもで
きる。中和する場合は前記中和剤を用い中和目標ｐＨ値
を3.5〜7.5とし、望ましくは中和剤をＭｇ純分換算で、
0.37〜1.88ｇ／分・リットルの添加速度で添加して濾過
性の優れた沈澱物を得る。上記の中和目標値にすること
は、純度の高い塩化マグネシウム水溶液および未溶解Ｍ
ｇＯの含有量の少ない鉄沈澱物を得るための重要な要件
である。また上記添加速度にすることは濾過性の優れた
沈澱物を得るだけではなく、未溶解ＭｇＯ量を少なくし
て酸化マグネシウムの回収率（歩留り）を上げるために
も重要な要件である。沈澱物は濾過して不純物の少ない
塩化マグネシウム水溶液を得る。

【００１３】塩酸回収工程では塩化マグネシウム水溶液
をスプレードライヤー等で乾燥後、焙焼することにより
塩酸を回収すると共に酸化マグネシウムを副産物として
製造することができる。使用する焙焼炉は、流動層型で
もよいし、ロータリーキルンのような回転炉でもよい。
また乾燥と焙焼を同時に行う方法をとってもよい。製造
した酸化マグネシウムの一部は予備中和工程および除鉄
工程で中和剤として再利用することができ、残部は精
製、焼成して耐火物原料等に利用することができる。ま
た、回収した塩酸も浸出工程にリサイクルして使用でき
る。

【００１４】

【発明の具体的開示】次に実施例を挙げるが本発明はこ
れに限定されるものではない。

【実施例１】

【表１】化学成分ＦｅＮｉＳｉＯ₂ ＭｇＯケイ酸苦土ニッケル 9.0 1.0 35 20 鉱石一般〜15.0 〜2.8 〜50 〜30 使用鉱石 10.9 2.4 42.5 29.2

【００１５】表１に示す組成のニッケル鉱石を80メッシ
ュ以下に粉砕し、80℃の６規定塩酸で浸出し鉱石中のＦ
ｅ，Ｎｉを完全に抽出した。この浸出液を濾過してシリ
カを除去した。次にシリカ除去後の浸出液（Ｆe：0.55
モル／リットル，Ｎi：0.12モル／リットル、Ｍg：1.23
モル／リットル)を80℃に保持し、予備中和を行った。
予備中和では酸化マグネシウムを2.5ｇ／分・リットル
（Ｍg純分換算で1.51ｇ／分・リットル）の添加速度で
添加してpＨ値を2.0にした。このとき生成した鉄沈澱物
の濾過および洗浄はフィルタープレス式濾過機（濾過面
積0.212ｍ²／室×16室）を用いて行い濾液と分離した。
濾過に要した時間は25分／1000リットルであり濾過性は
良好であった。次に転炉ダスト（Ｆｅ含有量70％）を粉
砕し、これをロータリーキルンで水素ガスを通じつつ 5
00℃で５時間流動状態で還元して粒径0.5〜10μｍ、比
表面積４ｍ²／ｇの微細鉄粉を製造した。この微細鉄粉2
5kgを、80℃に保持した上記濾液1000リットルに添加攪
拌してニッケルの置換析出反応を大気圧下で30分間行っ
た。析出したニッケルおよび鉄粉はフィルタープレース
を用い、鉄含有塩化マグネシウム水溶液から分離した。
分離した析出ニッケルおよび鉄粉は真空乾燥して製鋼原
料とした。この時得られた製鋼原料は金属ニッケル含有
量が26％の鉄−ニッケル混合物であった。また、ニッケ
ルの析出ニッケルとしての回収率は98.5％であった。一
方、鉄含有塩化マグネシウム水溶液は空気酸化によって
鉄を沈澱除去した後スプレードライヤーで乾燥後、堅型
流動焙焼炉で800℃ で焙焼して酸化マグネシウムを生成
すると同時に、発生ガスから塩酸を回収した。この時の
塩酸回収率は95％であり、上工程の塩酸浸出に十分使用
できるものであった。また、生成した酸化マグネシウム
の純度は98.0％であり、回収率は96％であった。

【００１６】

【実施例２】表１に示す組成のニッケル鉱石を80メッシ
ュ以下に粉砕し、実施例１と同様な浸出、予備中和を実
施例１で得られた回収塩酸および酸化マグネシウムを用
いて行い、濾過も同様にフィルタープレス式濾過機（濾
過面積0.212ｍ²／室×16室）を用いて濾液と分離した。
濾過に要した時間は26分／1000リットルであり濾過性は
良好であった。次に実施例１の予備中和で得られた鉄沈
澱物を乾燥、粉砕したものをロータリーキルンで水素ガ
スを通じつつ400℃で６時間還元して鉄純度 97％、粒径
0.1〜８μｍ、比表面積3.5ｍ²/ｇの微細鉄粉を得た。こ
の微細鉄粉10kgを上記濾液1000リットルに添加して、ニ
ッケルの置換析出を行った。置換析出反応は60℃で60分
間大気圧下で行った。析出したニッケルおよび鉄粉はフ
ィルタープレスを用い、鉄含有塩化マグネシウム水溶液
から分離した。分離した析出ニッケルおよび鉄粉は真空
乾燥して製鋼原料とした。この時得られた製鋼原料は金
属ニッケル含有量が67％の鉄−ニッケル混合物であっ
た。また、析出ニッケルとしての回収率は98.6％であっ
た。一方、鉄含有塩化マグネシウム水溶液にはさらに予
備中和と同様に中和剤（ＭgＯ）を添加しｐＨを7.0と
し、鉄を沈澱除去した。鉄を除去した塩化マグネシウム
水溶液はスプレードライヤーで乾燥後、ロータリーキル
ンで 850℃で焙焼して酸化マグネシウムを生成すると同
時に、発生ガスから塩酸を回収した。この時の塩酸回収
率は94％であり、上工程の塩酸浸出に十分使用できるも
のであった。また、生成した酸化マグネシウムの純度は
99.8％であり回収率は94.5％であった。

【００１７】

【実施例３】表１に示す組成のニッケル鉱石を80メッシ
ュ以下に粉砕し、実施例１と同様な浸出、予備中和を行
い、若干の鉄沈澱物を生成した。ただし予備中和のｐＨ
値は0.5とした。この鉄沈澱物含有浸出液1000リットル
に、帯鋼の塩酸酸洗廃液の処理装置から回収された酸化
鉄を３μｍ以下に粉砕し、流動層炉で水素ガスを通じつ
つ400℃で６時間還元して得られた微細鉄粉 20kgを添加
して、ニッケルの置換析出を行った。置換析出反応は80
℃で30分間大気圧下で行った。このときの微細鉄粉は鉄
純度98％、粒径0.1〜５μｍ、比表面積4.2ｍ²/ｇのもの
であった。析出したニッケルおよび鉄粉は予備中和で生
成した鉄沈澱物と共にフィルタープレスで濾過し、鉄含
有塩化マグネシウム水溶液から分離した。濾過性は良好
であった。分離した鉄−ニッケル混合物は真空乾燥して
製鋼原料とした。この時得られた製鋼原料は金属ニッケ
ル含有量が42％の鉄−ニッケル混合物であった。また、
鉱石からのニッケルの回収率は99％であった。一方、鉄
含有塩化マグネシウム水溶液には中和剤(ＭgＯスラリ
ー)を、Ｍｇ純分換算で0.4ｇ／分・リットルの速度で添
加しpＨを7.2とし、鉄の沈澱物を生成した。これをフィ
ルタープレス式濾過機(濾過面積0.212ｍ²／室×16室)を
用いて濾過し、塩化マグネシウム水溶液と分離した。濾
過に要した時間は15分／1000リットルであり濾過性は良
好であった。塩化マグネシウム水溶液はスプレードライ
ヤーで乾燥後、ロータリーキルンで 850℃で焙焼して酸
化マグネシウムを生成すると同時に、発生ガスから塩酸
を回収した。この時の塩酸回収率は94％であり、上工程
の塩酸浸出に十分使用できるものであった。また、生成
した酸化マグネシウムの純度は99.8％と高いものであ
り、回収率は95％であった。

【００１８】

【比較例１】実施例と同様に表１に示す組成のニッケル
鉱石を80メッシュ以下に粉砕し、80℃の６規定塩酸で浸
出し鉱石中のＦｅ，Ｎｉを完全に抽出した。この浸出液
を濾過してシリカを除去した。次にシリカ除去後の浸出
液を80℃に保持し、予備中和を行った。予備中和では酸
化マグネシウムを上記浸出液1000リットルに対しＭｇＯ
粉を48.3kg 一度に投入、攪拌し、ｐＨを2.0とした。こ
のとき生成した沈澱物の濾過はフィルタープレス式濾過
機（濾過面積0.212ｍ²／室×16室）を用いて行い濾液と
分離した。濾過性は悪く、完全に脱水することは困難
であったので730リットル濾過した時点（180分）で濾過
を停止した。濾過残渣(ケーキ）は乾燥、焙焼して鉄−
ニッケル−マグネシウムの混合酸化物(製鋼原料)とし
た。次に鉄スクラップ25kg(塊状、板状の混合材）を、8
0℃に保持した上記濾液730リットルに添加攪拌してニッ
ケルの置換析出反応を大気圧下で30分間行った。次に鉄
スクラップを回収し、塩化マグネシウム水溶液から分離
した。この時得られた鉄スクラップは微量の金属ニッケ
ルを含有した鉄−ニッケル混合物であった。また、析出
ニッケルとしての回収率はわずか 2.0％であった。この
後、鉄含有塩化マグネシウム水溶液を実施例１と同様な
処理を行い酸化マグネシウムと塩酸を回収したが、予備
中和物の濾過工程での損失量が多く、耐火物原料として
の酸化マグネシウムの回収率は71％と低い値であった。
生成した酸化マグネシウムの純度は98.0％であった。

【００１９】

【比較例２】比較例１と同様な処理を行った。ただし予
備中和を行わずに実施例１と同じ鉄粉25kgを添加して80
℃で30分間ニッケルを置換析出させた。析出したニッケ
ルおよび鉄粉はフィルタープレスを用い、鉄含有塩化マ
グネシウム水溶液から分離した。得られた鉄−ニッケル
混合物のニッケル濃度は20％であったが、析出ニッケル
としての回収率は11％と非常に低かった。この後、鉄含
有塩化マグネシウム水溶液に中和剤（マグネシアスラリ
ー）を、Ｍｇ純分換算で 0.4ｇ／分・リットルの速度で
添加しpＨを7.0とし、多量の鉄沈澱物を生成した。これ
をフィルタープレスで濾過後、比較例２と同様な処理を
行い、酸化マグネシウムと塩酸を回収した。塩酸回収率
は95％、酸化マグネシアの回収率は94％であった。

【００２０】

【比較例３】実施例１と同様に処理を行った。ただし予
備中和工程では酸化マグネシウムを2.5ｇ／分・リット
ル（Ｍgで純分換算で1.45ｇ／分・リットル）の添加速
度で添加してpＨ値を4.0にした。このとき生成した沈澱
物の濾過および洗浄はフィルタープレス式濾過機（濾過
面積0.212ｍ²／室×16室）を用いて行い濾液と分離し
た。濾過に要した時間は29分／1000リットルであり濾過
性は良好であった。濾液には実施例１と同じ鉄粉を10kg
添加し、80℃、30分間反応させ、ニッケルを置換析出さ
せた。析出したニッケルおよび鉄粉はフィルタープレス
を用い、鉄含有塩化マグネシウム水溶液から分離した。
分離した析出ニッケルおよび鉄粉は真空乾燥して製鋼原
料とした。この時得られた製鋼原料は金属ニッケル含有
量が43％の鉄−ニッケル混合物であった。また、析出ニ
ッケルとしての回収率は65％と低かった。この後、鉄含
有塩化マグネシウム水溶液を実施例１と同様に酸化マグ
ネシウムを添加し、pＨを7.7として、鉄を沈澱除去し
た。塩化マグネシウム水溶液は乾燥、焙焼を行い、酸化
マグネシウムと塩酸を回収した。塩酸回収率は95％、酸
化マグネシウムの同収率は72％であった。酸化マグネシ
ウムの純度は99.9％と高かった。

【００２１】表２には本発明の実施例および比較例での
処理条件と結果を示す。実施例１および実施例２では予
備中和沈澱物の濾過性は良好であるが、比較例１では実
施例の約７倍の濾過時間を要し、かなり濾過性が悪いこ
とがわかる。これは予備中和での中和剤を徐添加せずに
一度に添加したために沈澱物生成速度が増し、細かい沈
澱物が多く生じ、濾材の目詰まりを起こしたためと考え
られる。その結果完全な脱水、すなわち濾液である塩化
マグネシウム水溶液の回収が十分でなく酸化マグネシウ
ムの回収率が実施例と比べて低い結果となったと考えら
れる。また比較例１ではニッケル回収率が非常に低い結
果となった。これはニッケルの置換析出において用いた
鉄材が実施例で用いたような比表面積の大きい微細鉄粉
ではなく塊状、板状の鉄スクラップを使用したため30分
という反応時間ではニッケル析出量が少なく、ニッケル
濃度の低い製鋼原料となってしまったと考えられる。比
較例２では予備中和を行わなかったためにニッケルの置
換析出反応性が著しく低下し、十分にニッケルを回収で
きなかった。また、比較例３では予備中和のｐＨ値が適
切な範囲よりも高かったために予備中和時の鉄沈澱物中
にニッケルを共沈し、析出ニッケルとしての回収率が低
かった。さらに除鉄工程でのｐＨ値も適切な範囲よりも
高かったために副産物の酸化マグネシウム純度は高かっ
たが、回収率が低下する結果となったと考えられる。

【００２２】

【表２】

【００２３】

【発明の効果】本発明の処理方法は、ケイ酸苦土ニッケ
ル鉱石で塩酸で浸出し、浸出液から中和と置換析出反応
によりニッケルを回収する方法において、中和の条件を
工夫することにより従来困難であった鉄沈澱物の濾過を
容易にすると同時に、次工程のニッケルの析出反応効率
を上げ、また従来高温高圧を必要としたニッケルの置換
析出反応を、反応性の高い微細鉄粉を用いることにより
常温常圧下で工業的に可能とした。これにより、ニッケ
ル鉱石の処理を従来のように複雑で高価な設備を必要と
せず、経済的、効率的にすることができる。また、本発
明により得られる製鋼原料はニッケル含有率を任意に変
えることができ有用であり、副産物として耐火物原料も
得ることができる。さらに使用する塩酸、中和剤も系内
でリサイクルでき、系外には廃棄するものがない環境問
題的にも優れた処理方法である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山内隆山口県新南陽市野村南町4976番地日新製鋼株式会社鉄鋼研究所ステンレス・高合金研究部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケイ酸苦土ニッケル鉱石を塩酸で浸出し
てシリカを主成分とする浸出残渣を分離し(浸出工程)、
浸出液に中和剤を徐添加してｐＨを0.1〜3.5とすること
によって遊離塩酸を中和するとともに濾過性の優れた鉄
沈澱物を生成させ（予備中和工程）、この浸出液に微細
鉄粉を添加して 40〜100℃、大気圧下で浸出液中のニッ
ケルを置換析出させて析出した金属ニッケルを溶液から
分離し(ニッケル回収工程)、ニッケル回収後の溶液から
空気酸化または中和によりｐＨを3.5から7.5として鉄を
沈澱させて塩化マグネシウムを含む水溶液から濾過分離
し（除鉄工程）、塩化マグネシウム水溶液を乾燥、焙焼
して塩酸と酸化マグネシウムを回収する（塩酸回収工
程）ことからなるケイ酸苦土ニッケル鉱石の処理方法。
【請求項２】予備中和工程および除鉄工程で処理する
水溶液の温度を50℃以上に保持し、使用する中和剤とし
て、酸化マグネシウム(ＭgＯ）水酸化マグネシウム（Ｍ
g(ＯＨ)₂）、炭酸マグネシウム(ＭgＣＯ₃)およびマグネ
シア(ＭｇＯ)含有鉱物、またはこれらの中和剤をスラリ
ー状にしたもの、のうち１種または２種以上を用い、中
和剤をＭｇ純分換算で、0.37〜1.88ｇ／分・リットルの
添加速度で添加して濾過、洗浄性の優れた鉄沈澱物を生
成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】ニッケル回収工程で、予備中和工程およ
び除鉄工程で得られた水酸化鉄または鉄鋼業で発生する
酸化鉄を還元して製造した、粒径が 0.1〜15μｍ、比表
面積が1.0〜5.0ｍ²/ｇの微細鉄粉を用いてニッケルの置
換析出を行うことを特徴とする請求項１または、２に記
載の方法。
【請求項４】ニッケル回収工程で、用いる鉄粉として
水素還元したものを用いることを特徴とする請求項３に
記載の方法。
【請求項５】予備中和工程で生成した鉄沈澱物を、一
旦濾過して除去した後にニッケル回収工程を行うことを
特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の方法。
【請求項６】塩酸回収工程で回収した塩酸を塩酸浸出
工程に、酸化マグネシウムを予備中和工程および除鉄工
程にリサイクルして使用することを特徴とする請求項１
〜５に記載の方法。