JPH06108176A

JPH06108176A - ニッケル酸化鉱製錬における硫黄源添加方法

Info

Publication number: JPH06108176A
Application number: JP27925492A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Sudo; 洋右須藤; Toyomi Matsumori; 豊己松森; Tsukasa Ishizuka; 司石塚; Takashi Nakajima; 中島　　隆; Hitoshi Tsuji; 均辻
Original assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1992-09-25
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 1994-04-19

Abstract

(57)【要約】【目的】向流式加熱炉でニッケル酸化鉱を加熱・還元
する際に、ニッケルの回収率を向上させるためにニッケ
ル酸化鉱、炭材、石灰からなる製錬原料に硫黄源を添加
する方法では、硫黄の歩留りが悪いのを改善する。【構成】向流式加熱炉１を用いてニッケル酸化鉱を乾
式製錬する方法において、硫黄源を含有するあるいは配
合した燃料を加熱用バーナー６で燃焼させて、製錬原料
４に硫黄源を添加することを特徴とするニッケル酸化鉱
製錬における硫黄源添加方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、酸化ニッケル鉱石を製
錬する方法に関し、特にニッケルの回収率が高い酸化ニ
ッケル鉱石の製錬方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、酸化ニッケル鉱石を製錬してフェ
ロニッケル精鉱を製造する方法としては、通常、主原料
のニッケル鉱石や副原料の炭材、石灰石をそれぞれエロ
フォーミル、ロッドミルなどで乾式粉砕するか、あるい
はこれに水を加えてチューブミルなどで湿式粉砕し、こ
れらを所定の割合で混合し、ブリケットに成形し乾燥
し、必要により焼成したものを、ロータリーキルンある
いはシャフト炉のような向流式加熱炉で９００℃〜１４
００℃の温度で加熱する方法を行われている。その原料
の配合とか、加熱条件などに関しては、種々の改良がな
されている。

【０００３】相当量の珪酸塩部分を含むニッケルラテラ
イト鉱をアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合
物を含有する反応剤の存在で還元する際に、還元された
ニッケル分の合着は、１％以下の硫黄含有物質を混合す
ることにより促進されるとし、その硫黄含有物質として
は黄鉄鉱、磁硫鉄鉱、元素硫黄、硫酸ナトリウム、硫酸
カルシウム及びその他の硫黄含有物質を鉱石集塊に添加
することにより、ニッケルの回収率を向上させる手段が
示されている（特公昭５７−５８４２１号公報）。

【０００４】また、ニッケル０．２５〜１．５重量％及
び鉄１０〜５０重量％を含有するラテライト鉱石を９２
０〜１１２０℃の温度において、ＣＯとＣＯ₂を６０：
４０ないし１００：０のモル比で含有するガス混合物で
還元するさい、前記ラテライト鉱石に各種硫酸塩や硫化
物のような硫黄化合物を添加することにより、反応実施
中にフェロニッケル金属相の生長を促進させ、それによ
りニッケルの回収を有利に行わせる手段が提案されてい
る（特開昭５９−１１８８２４号公報）。

【０００５】一方、多くの金属製錬では、ロータリーキ
ルンやシャフト炉などに代表される向流式加熱炉が用い
られており、このフェロニッケル精鉱を製造する際に
も、前述したようにロータリーキルンのような回転炉な
どが使用されている（特公昭５７−５８４２１号公報、
特公平１−２１８５５号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかして、例えば、こ
のようなロータリーキルンでは図１のように原料は炉内
を移動するに従い、徐々に昇温され、加熱用バーナー付
近で最高温度に達して反応が進行するようになってい
る。図１において、ロータリーキルン１は、支持ローラ
ー２の回転により回転されており、同キルン１の上端側
の供給口３から原料４が供給され、また下端側の出口５
には加熱用バーナー６から燃料の燃焼ガスが吹き込ま
れ、同キルン内でその高温ガスが原料と向流して加熱
し、同キルンの出口５付近が最高温度域７となるように
してなっており、加熱反応により生じたフェロニッケル
８とスラグは出口５から排出され、また排ガス９は前記
供給口３の近くから排出される。

【０００７】このような向流式加熱炉を用いてニッケル
酸化鉱の乾式製錬を行う際に、先述の通り硫黄源を原料
に添加混合し炉内に装入しても、原料は加熱ガスと向流
的に流れるため、硫黄が最も効果的に作用する最高温度
域に達する前に蒸発や分解してしまい、ロスが多かっ
た。このようなロスは以下の反応によって進行するもの
と考えられる。

【０００８】Ｓ（Ｓ）→Ｓ（ｖａｐ．）Ｓ＋Ｏ₂→ＳＯ₂ ＦｅＳ＋３／２Ｏ₂→ＦｅＯ＋ＳＯ₂ ＣａＳＯ₄＋ＳｉＯ₂→ＣａＳｉＯ₃＋ＳＯ₃ ＣａＳＯ₄→ＣａＯ＋ＳＯ₃ そして、最高温度域における原料中の硫黄濃度を必要充
分にしようとすると、硫黄添加原単位を増加させなけれ
ばならなかった。

【０００９】本発明は、ニッケルの収率を向上するため
に添加する硫黄源の歩留りを向上させることにより、硫
黄添加原単位を低減させることを目的とするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、向流式加熱
炉では原料に硫黄源を添加すると、その硫黄源が蒸発な
どしたものが前記した最高温度域を通らないで同炉から
出てしまうことから、添加した硫黄源が総て最高温度域
を通るようにすれば、添加した硫黄が全部反応に関与し
うるようにすることができることを着想して、本発明に
到達した。

【００１１】すなわち、本発明は、向流式加熱炉を用い
てニッケル酸化鉱を乾式製錬する方法において、硫黄源
を含有したあるいは配合した燃料を加熱用バーナーで燃
焼させて製錬原料に硫黄源を添加することを特徴とする
ニッケル酸化鉱製錬における硫黄源添加方法によって、
前記の目的を達成した。本発明で用いる原料は、前述し
た従来技術のように硫黄を添加することはせず、ニッケ
ル鉱石と炭材及び石灰を混合してブリケットしたものを
用いる。その混合の仕方、これらの配合割合など従来か
ら知られている条件がそのまま適用できる。炭材の種類
も特に硫黄を含ませるようにしない点を除いては、従来
と同じである。そして、この原料ブリケットをロータリ
ーキルンなどの向流式加熱炉に装入し加熱、還元する。

【００１２】本発明では、原料を加熱するバーナー燃料
に硫黄源を含んだもの、あるいは硫黄源を配合したもの
を用いる。燃料中の硫黄濃度は、石炭あるいは重油のど
ちらでも１〜５ｗｔ％が好ましい。燃料としてはＣＯガ
スのようなガス燃料でもよい。石炭としては、実用上微
粉炭が使用されるが、このような微粉炭や重油は公害防
止上硫黄の含有量を低減させたものが市販されているの
で、これらを使用するときには、硫黄濃度が前記の範囲
になるよう硫黄源を添加あるいは配合する。燃料中に含
まれる、あるいは添加される硫黄源としては、従来技術
で知られているものが総て用いることができる。

【００１３】実際に石炭あるいは重油を使用するに際し
ては、適当な硫黄量をもつものを単に選択使用するより
も、数種の重油あるいは微粉炭を配合して用いるのがよ
い。そのときの基準としては、硫黄量、発熱量、揮発分
（着火温度に影響）、リン量（ステンレス鋼の特性に悪
影響を与えることがないよう低く抑える）、灰分（低い
方が望ましい）などであり、全体を考慮して配合比率を
決定する。これらの灰分等の含有量は、例えばリン量を
０．０１ｗｔ％以下、灰分を１０ｗｔ％以下にすること
が望ましい。

【００１４】また、硫黄原単位としては、０．５〜２．
５ｋｇ／ｔ−ｏｒｅの範囲が好ましい。硫黄原単位は少
ないとニッケル収率の向上が十分でなく、多すぎるとＳ
Ｏ_xの発生を招く。

【００１５】

【作用】燃料中の硫黄源は、燃料の燃焼と同時に酸化さ
れ、ＳＯ_xを発生し、それは最高温度に達した原料と接
触する。この際、ＳＯ₂等は原料中の高温の炭素と次の
ような反応を起こして、原料内に吸収され、最高温度に
おいてニッケル回収率を向上させるのに必要十分な硫黄
濃度に保つことができる。

【００１６】Ｃ＋ＳＯ₂→Ｓ＋ＣＯ₂ また、ここで燃料中に添加された硫黄は、その約１／３
が生成物のフェロニッケル中に入り、約１／３がスラグ
中に入り、残りの約１／３がＳＯ_xとして排ガス中に入
って排出されるが、この排ガス中のＳＯ_xは水の添加あ
るいは洗浄によりＨ₂ＳＯ₄、Ｈ₂ＳＯ₃として除去さ
れるので、有害なガスを排出するようなことはない。

【００１７】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例により限定されるもので
はない。実施例１表１に示す化学組成のニッケル酸化鉱に対して、石炭を
１４０ｋｇ／ｔならびに石灰を７０ｋｇ／ｔ添加混合し
ブリケットとした。このブリケットを直径３．６ｍ、長
さ７０ｍのロータリーキルンに装入して加熱還元した。
同ロータリーキルンにおける最高温度域は、１３８０℃
の温度に保持した。そして、加熱用バーナーで硫黄濃度
１．５ｗｔ％、リン濃度０．００７ｗｔ％、灰分６．０
ｗｔ％に調整した微粉炭を燃焼させ、原料の加熱と硫黄
源の添加を行った。この時の硫黄添加原単位、硫黄歩留
りならびにニッケル収率を表２に示した。実施例２表１に示す化学組成のニッケル酸化鉱に対して、石炭を
１４０ｋｇ／ｔならびに石灰を７０ｋｇ／ｔ添加混合し
ブリケットとした。このブリケットを直径３．６ｍ、長
さ７０ｍのロータリーキルンに装入して加熱還元した。
同ロータリーキルンにおける最高温度域は、１３８０℃
の温度に保持した。そして、加熱用バーナーで硫黄濃度
１．５ｗｔ％、灰分０．０２ｗｔ％（リンは含有されな
い）の重油を燃焼させ、原料の加熱と硫黄源の添加を行
った。この時の硫黄添加原単位、硫黄歩留りならびにニ
ッケル収率を表２に示した。比較例１表１に示す化学組成のニッケル酸化鉱に対して、石炭を
１４０ｋｇ／ｔならびに石灰を７０ｋｇ／ｔ、そして粉
末硫黄を０．８ｋｇ／ｔ添加混合し、ブリケットとし
た。このブリケットを直径３．６ｍ、長さ７０ｍのロー
タリーキルンに装入して加熱還元した。同ロータリーキ
ルンにおける最高温度域は、１３８０℃の温度に保持し
た。そして、加熱用バーナーで硫黄濃度０．２ｗｔ％以
下の微粉炭を燃焼させ、原料の加熱を行った。この場
合、微粉炭はこれから硫黄が入らないように硫黄濃度の
低いものを使用した。この時の硫黄添加原単位、硫黄歩
留りならびにニッケル収率を表２に示した。比較例２表１に示す化学組成のニッケル酸化鉱に対して、石炭を
１４０ｋｇ／ｔならびに石灰を７０ｋｇ／ｔ、そしてＦ
ｅＳを硫黄にして０．８ｋｇ／ｔ添加混合し、ブリケッ
トとした。このブリケットを直径３．６ｍ、長さ７０ｍ
のロータリーキルンに装入して加熱還元した。同ロータ
リーキルンにおける最高温度域は、１３８０℃の温度に
保持した。そして、加熱用バーナーで硫黄濃度０．２ｗ
ｔ％以下の微粉炭を燃焼させ、原料の加熱を行った。微
粉炭は比較例１と同様に硫黄濃度の低いものを使用し
た。この時の硫黄添加原単位、硫黄歩留りならびにニッ
ケル収率を表２に示した。比較例３表１に示す化学組成のニッケル酸化鉱に対して、石炭を
１４０ｋｇ／ｔならびに石灰を７０ｋｇ／ｔ、そしてＣ
ａＳＯ₄を硫黄にして０．８ｋｇ／ｔ添加混合し、ブリ
ケットとした。このブリケットを直径３．６ｍ、長さ７
０ｍのロータリーキルンに装入して加熱還元した。同ロ
ータリーキルンにおける最高温度域は、１３８０℃の温
度に保持した。そして、加熱用バーナーで硫黄濃度０．
２ｗｔ％以下の微粉炭を燃焼させ、原料の加熱を行っ
た。微粉炭は比較例１と同様に硫黄濃度の低いものを使
用した。この時の硫黄添加原単位、硫黄歩留りならびに
ニッケル収率を表２に示した。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】以上の結果より本発明が従来技術に比べ硫
黄歩留りが著しく向上し、その結果同じ硫黄原単位とし
た場合、表２に見るように収率良くニッケルを回収する
ことができる。また、このことは、ニッケル回収率が同
じであるようにした場合、硫黄原単位が従来技術に比し
てかなり低下することになる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、従来技術に比較して少
ない硫黄原単位で収率良くニッケルを回収できる。ま
た、硫黄原単位を削減したことにより、有害なＳＯ_xの
発生量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フェロニッケル精鉱の製造に用いるロータリー
キルンの概要図を示す。

【符号の説明】

１ロータリーキルン２支持ローラー３供給口４原料５出口６加熱用バーナー７最高温度域８フェロニッケル９排ガス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中島隆京都府宮津市字須津413 日本冶金工業株式会社大江山製造所内 (72)発明者辻均神奈川県川崎市川崎区小島町４番２号日本冶金工業株式会社研究開発本部技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】向流式加熱炉を用いてニッケル酸化鉱を
乾式製錬する方法において、硫黄源を含有したあるいは
配合した燃料を加熱用バーナーで燃焼させて製錬原料に
硫黄源を添加することを特徴とするニッケル酸化鉱製錬
における硫黄源添加方法。