JPS5838499B2 - ニツケル酸化鉱のエレクトロスラグ製錬法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はニッケルの優先還元による高品位フェロニッケ
ル製造法に関するものである。

従来フェロニッケルはニッケル酸化鉱をコークス等の炭
素質還元剤を用いて製錬することによって製造されてい
るがこの方法でニッケルを歩留良く製錬しようとする場
合、鉱石中に含１れる鉄のほとんどすべてがニッケルと
同時に還元される。

従って得られるフェロニッケル品位は鉱石中のニッケル
対鉄の含有比率によって決定されるという欠点があった
。

すなわち近年フェロニッケルの原料となるニッケル酸化
鉱（ガー二二うイト鉱）の高品位鉱が枯渇する傾向にあ
り且つ該鉱石中のニッケル分は、低下し鉄含有量は相対
的に増加しつつある。

またニッケル資源の多様化を計るため南方ニ大量ニ産す
るラテライト鉱からのニッケル製錬が強く望筺れている
がこの鉱石はニッケル品位が比較的低く鉄を大量に含有
している。

従ってこれ等の低品位化しつつあるガーニエライト鉱や
ラテライト鉱を従来の炭素質還元剤を用いるフェロニッ
ケル製錬法で処理したのではニッケル品位の低い利用価
値の限定されたフェロニッケルしか得られない欠点カー
あった。

一方近年転炉製鋼法の進歩に伴いニッケルを含む特殊鋼
も転炉で製造されることが多くなっている。

この場合使用するフェロニッケルは鉄バランスの関係上
出来るだけニッケル品位の高いフェロニッケルが求めら
れるようになって来た。

そこで炭素質還元剤を減量調整してニッケルを優先還元
してニッケル品位の高いフェロニッケルを得ようとする
試みがなされたが、この場合はニッケル歩留が極端に低
下して経済的でないという欠点があった。

本発明はこれらの低品位化しつつあるガーニエライト鉱
やラテライト鉱のようにニッケルに対して鉄含有量の高
い酸化鉱からニッケルを高い歩留テ優先還元してニッケ
ル品位の高いフェロニッケルを製造する目的でなされた
ものである。

本発明による製錬法の特徴はニッケル酸化鉱を還元剤を
加えずに溶融しスラグ状となしこれをエレクトロスラグ
として鉄を主成分とした電極すなわち鉄電極を再溶解す
る。

この過程で鉄電極中のニッケルより酸素との親和力の強
い成分でスラグ中のニッケルを優先還元して優先還元さ
れたニッケルと再溶解した鉄電極でニッケル還元に消費
されなかった部分とでフェロニッケルを生成せしめるこ
とである。

図によって詳述すると図は本発明実施の→１を示す説明
図であるが、第１図は製錬工程を示すフロシートで第２
図は製錬に用いるエレクトロスラグ製錬炉の一例を説明
する断面図である。

１ずニッケル酸化鉱を溶融炉で溶融せしめる。

溶融炉は反射炉、電気炉等各種の炉を用い得る。

溶融に際して鉱石組成によっては融点を低下せしめる目
的で適宜石灰石、珪砂等のフラックスを加える。

溶融したスラグはエレクトロスラグ製錬炉へ移し鉄電極
をとのスラグ中で再溶解してニッケルの優先還元を行う
。

この時用いる鉄電極は通常の鉄鋼屑を加工して製造した
ものも用い得るが後に実施例に示す如くニッケル鉱石を
炭素質還元剤で製錬した粗フェロニッケルを電極に鋳造
したものを用いれば電極自身にもニッケルを含有してい
るので得られるフェロニッケルのニッケル品位が高くな
り極めて有利である。

エレクトロスラグ製錬炉は第２図で一例を示すごとく、
１は炉本体で耐火材２で内張りをする。

コノ中にニッケル酸化鉱を溶融したスラグ３を装入し、
これをエレクトロスラグとして鉄電極４に電源５より電
力を加えて鉄電極を再溶解せしめる。

電源５は鉄電極先端が充分スラグ中に浸漬した状態で安
定するような電圧と電極断面積に対応した電流を加え得
るようにする。

電源電圧が高過ぎる場合には電極とスラグ間がアークと
なりエレクトロスラグ製錬炉を行うことが出来なくなる
。

・、鉄電極４に電源５から電力を加えるとスラグの電気
抵抗によるジュール熱が発生し電極４のスラグ中に浸っ
た先端部６は加熱されて表面に溶融層が生威し漸次液滴
７となって再溶解される。

同時にスラグ３も電磁気的な力によって炉内で激しく攪
拌される。

この時鉄電極の先端部溶融層と液滴１とがスラグ３と高
温下で大きな接触面積をもって接触するので鉄電極中の
ニッケルより酸素との親和力の強い成分、例えば炭素、
硅素、マンガン、クローム等及び鉄の一部はスラグ中の
ニッケルを優先的に還元してスラグ側に移行しニッケル
還元に消費されなかった鉄及び鉄より酸素との親和力の
弱い成分は還元されたニッケルを捕えて液滴７として沈
降し炉底にフェロニッケル溶湯８を生成する。

この場合鉄電極中及びスラグ中に鉄より酸素との親和力
の弱い成分例えば銅、鉛等が含１れていればすべてフェ
ロニッケル８中に吸収されるのでエレクトロスラグ製錬
炉中に鉄より酸素との親和力が弱くてフェロニッケル中
に這入っては好咬しくない成分が混入しないようにする
。

以上の如くエレクトロスラグ製錬炉内では鉄を主体とし
た鉄電極が高温下で溶融スラグと極めて大きな接触面積
をもって漸次溶解する過程で還元剤の作用をなすためス
ラグ中のニッケルを極めて高い歩留で優先還元すること
が出来ると同時にコークス等の炭素質還元剤の場合の如
く鉄をニッケルとともに還元することが無いので三ツケ
ル品位の高いフェロニッケルが得られる利点がある。

さらにニッケルより酸素との親和力の強い成分はほとん
どすべてスラグ中へ移行するので得られるフェロニッケ
ルは通常低炭素フェロニッケルと呼ばれる不純物の極め
て低い高品質フェロニッケルが得られる利点がある。

スラグ３中に残留するニッケル分が充分低下した時点で
反応を止め炉をタップしてフェロニッケルはインゴット
に鋳造しスラグは埋立投棄する。

実施例によってさらに詳述すると第３図は実施例の工程
を示すフローシートである。

表１に分析値例を示すニッケル酸化鉱を脱水乾燥した後
団鉱機でブリケットに成形する。

戒形鉱を部分し一方にはコークスを加えて電気炉で製錬
を行った後脱硫処理を施すと表２の分析値例に示す如き
粗フェロニッケルが得られる。

これを鉄電極として用い得るように円柱状に鋳造し溶接
又はニップルによって順次継ぎ足してエレクトロスラグ
製錬炉の電極に用いる。

一方電炉製錬を行わない他方の成形鉱は還元剤を加える
ことなく重油炉で溶融した後、エレクトロスラグ製錬炉
へ装入する。

エレクトロスラグ炉で前記鉄電極に電圧３０〜７０Ｖで
電流密度を鉄電極断面積当り０，４〜１．５Ａ／ｍｊ
の条件で電力を加えると鉄電極が適度にスラグ中に浸っ
た状態で安定して溶解が進行する。

スラグ中のニッケルが０．０２ｑｂ以下になった時点で
反応を止めてタップし脱硫処理を行うと表３に分析値の
一例を示すフェロニッケルが得られる。

この場合のニッケルの総合歩留は９５係以上である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明実施態様の一例を示す説明図で、第１図は
製錬工程を示すフローシート、第２図はエレクトロスラ
グ製錬炉の断面図で、 １は炉本体、２は耐火材、３はスラグ、４は鉄電極、５
は電源、６はスラグ中に浸った鉄電極の先端部、７は金
属液滴、８はフェロニッケル溶湯をそれぞれ示し、第３
図は実施例にかげる工程を示すフローシートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エレクトロスラグ製錬炉に、あらかじめ別系溶融炉
   で溶融したニッケル酸化鉱溶融体をエレクトロスラグと
   して収納するとともに、該エレクトロスラグ中に合金成
   分を含む鉄電極を浸漬して通電、再溶解し、前記鉄電極
   中の、ニッケルより酸素との親和力の強い元素で、スラ
   グ中ニッケルを優先還元するとともに、該優先還元され
   たニッケルと該ニッケル還元に関与しない再溶解鉄電極
   成分でフェロニッケルを生成させることを特徴とするニ
   ッケル酸化鉱のエレクトロスラグ製錬法。