(57)【要約】【課題】ニッケル酸化鉱石の製錬方法において、高品質なフェロニッケルを、より一層に低い製錬コストにて製造することができる製錬方法を提供する。【解決手段】本発明は、酸化ニッケルと酸化鉄とを含有するニッケル酸化鉱石と、炭素質還元剤と、を含む混合物を還元炉にて還元することによってフェロニッケルを製造するニッケル酸化鉱石の製錬方法であって、還元炉の炉床に、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上の床敷材を設け、その床敷材の上に混合物を載置して還元加熱処理を施す。ここで、還元炉としては、炉床が回転移動する回転移動炉床炉を用いることができる。【選択図】図３
2020158792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化ニッケルと酸化鉄とを含有するニッケル酸化鉱石と、炭素質還元剤と、を含む混合物を還元炉にて還元することによってフェロニッケルを製造するニッケル酸化鉱石の製錬方法であって、
前記還元炉の炉床に、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上の床敷材を設け、該床敷材の上に前記混合物を載置して還元加熱処理を施す
ニッケル酸化鉱石の製錬方法。
【請求項２】
還元温度を１３００℃以上１４８０℃以下として還元処理を施す
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】
前記還元炉は、炉床が回転移動する回転移動炉床炉である
請求項１又は２に記載のニッケル酸化鉱石の製錬方法。
【請求項４】
炉床に設けた床敷材上で被還元処理物に還元加熱処理を施す還元炉であって、
炉床が回転移動する回転移動炉床炉であり、
前記炉床を有して炉本体を構成する回転部と、
前記回転部に前記被還元処理物を供給する供給部と、
前記回転部にて還元処理が施されて得られる還元物を冷却して排出する冷却部と、
を備えており、さらに、
前記回転部の回転方向において前記冷却部よりも下流側の位置に該回転部に接続して設けられ、該回転部における前記炉床が動いている状態で、該炉床に設けられた前記床敷材の少なくとも一部を除去して排出する床敷材排出部と、
前記回転部の回転方向において前記供給部よりも上流側の位置に該回転部に接続して設けられ、該回転部における前記炉床が動いている状態で、除去された部分の床敷材を補給する床敷材補給部と、を備える
還元炉。
【請求項５】
前記炉床の上には、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上の床敷材が設けられるようになっている
請求項４に記載の還元炉。
【請求項６】
当該還元炉は、酸化ニッケルと酸化鉄とを含有するニッケル酸化鉱石と、炭素質還元剤と、を含む混合物を還元することによってフェロニッケルを製造するためのものである
請求項４又は５に記載の還元炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石を含む混合物を還元処理することによって製錬するニッケル酸化鉱石の製錬方法、及びその還元処理に使用する還元炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
リモナイトあるいはサプロライト等のニッケル酸化鉱石の製錬方法として、例えば移動炉床炉等の還元炉を使用してフェロニッケルを得る、いわゆる「乾式」と称される製錬方法が従来知られている。乾式製錬方法は、ニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤とを含む混合物を還元炉にて加熱、還元することによってメタルを得ることを特徴とする方法である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、酸化鉱石を含む原料を混合する混合処理工程と、得られた混合物を塊状化又は容器に充填する還元投入前処理工程と、還元投入前処理工程で得られた混合物を所定の還元温度で還元加熱する還元処理工程と、還元のより生成したメタルとスラグとを分離してメタルを回収する分離回収工程とを有する技術が開示されている。このような製錬技術により、ニッケルメタル化率と、メタル中のニッケル含有率とが高水準に両立され、且つばらつきの少ない高品質なフェロニッケルを製造することを可能にしつつ、高い生産性で効率的な製錬が可能となっている。
【０００４】
ところが、近年、ニッケル品位の高い鉱石が益々入手し難くなっており、また金属価格が下落することがある等、事業環境は厳しさを増している。そのような事業環境においても、高品質なフェロニッケルを製造することが求められており、一方で、製錬コストを低く抑えるために、より一層に高水準な製錬技術の開発が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−１２７６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、ニッケル酸化鉱石の製錬方法において、高品質なフェロニッケルを、より一層に低い製錬コストにて製造することができる製錬方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、還元処理の対象であるニッケル酸化鉱石を含む混合物と還元炉の炉床との反応やその反応により生じる炉床への融着が、製錬コストの上昇の要因のうちの所定の割合を占めることに鑑みて、炉床上に特定の床敷材を設けて処理することで、上述した課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
（１）本発明の第１の発明は、酸化ニッケルと酸化鉄とを含有するニッケル酸化鉱石と、炭素質還元剤と、を含む混合物を還元炉にて還元することによってフェロニッケルを製造するニッケル酸化鉱石の製錬方法であって、前記還元炉の炉床に、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上の床敷材を設け、該床敷材の上に前記混合物を載置して還元加熱処理を施す、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。
【０００９】
（２）本発明の第２の発明は、第１の発明において、還元温度を１３００℃以上１４８０℃以下として還元処理を施す、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。
【００１０】
（３）本発明の第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記還元炉は、炉床が回転移動する回転移動炉床炉である、ニッケル酸化鉱石の製錬方法である。
【００１１】
（４）本発明の第４の発明は、炉床に設けた床敷材上で被還元処理物に還元加熱処理を施す還元炉であって、炉床が回転移動する回転移動炉床炉であり、前記炉床を有して炉本体を構成する回転部と、前記回転部に前記被還元処理物を供給する供給部と、前記回転部にて還元処理が施されて得られる還元物を冷却して排出する冷却部と、を備えており、さらに、前記回転部の回転方向において前記冷却部よりも下流側の位置に該回転部に接続して設けられ、該回転部における前記炉床が動いている状態で、該炉床に設けられた前記床敷材の少なくとも一部を除去して排出する床敷材排出部と、前記回転部の回転方向において前記供給部よりも上流側の位置に該回転部に接続して設けられ、該回転部における前記炉床が動いている状態で、除去された部分の床敷材を補給する床敷材補給部と、を備える、還元炉である。
【００１２】
（５）本発明の第５の発明は、第４の発明において、前記炉床の上には、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上の床敷材が設けられるようになっている、還元炉である。
【００１３】
（６）本発明の第６の発明は、第４又は第５の発明において、当該還元炉は、酸化ニッケルと酸化鉄とを含有するニッケル酸化鉱石と、炭素質還元剤と、を含む混合物を還元することによってフェロニッケルを製造するためのものである、還元炉である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ニッケル酸化鉱石の製錬方法において、高品質なフェロニッケルを、従来よりも製錬コストを抑えて製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ニッケル酸化鉱石の製錬方法の流れの一例を示す工程図である。
【図２】還元処理工程にて実行する処理工程を示す工程図である。
【図３】回転移動炉床炉の構成例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。また、本明細書において、「Ｘ〜Ｙ」（Ｘ、Ｙは任意の数値）との表記は、「Ｘ以上Ｙ以下」の意味である。
【００１７】
≪１．本発明の概要≫
本発明に係るニッケル酸化鉱石の製錬方法は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤とを混合して混合物とし、その混合物を還元加熱処理に付して還元物であるメタル（フェロニッケル）を製造する方法である。ニッケル酸化鉱石は、酸化ニッケル（ＮｉＯ）や酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を少なくとも含有するものである。このようなニッケル酸化鉱石を原料鉱石とし、炭素質還元剤と混合して加熱することで、混合物に含まれるニッケルを優先的に還元し、また鉄を部分的に還元して、鉄とニッケルの合金であるフェロニッケルを製造する。
【００１８】
具体的に、本発明に係るニッケル酸化鉱石の製錬方法（以下、単に「製錬方法」ともいう。）は、酸化ニッケルと酸化鉄とを含有するニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤とを含む混合物を還元炉にて還元するに際し、還元炉の炉床に、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上の床敷材を設け、その床敷材の上に混合物を載置して還元加熱処理を施すことを特徴としている。
【００１９】
詳しくは後述するが、本発明に係る製錬方法においては、還元炉として、炉床が回転移動する回転移動炉床炉を好適に用いることができる。
【００２０】
このような製錬方法によれば、炉床上に特定の種類からなる床敷材を設けてその床敷材に混合物を載置して還元加熱処理を施すようにしていることから、その混合物（特に、還元反応により生成するスラグ）と炉床との反応を抑えることができ、また、混合物に対する不安定な還元反応を抑えることもでき、ニッケル品位の高い高品質なフェロニッケルを、高い生産性でもって効率的に製造することができる。
【００２１】
≪２．ニッケル酸化鉱石の製錬方法≫
本発明に係るニッケル酸化鉱石の製錬方法は、製錬原料であるニッケル酸化鉱石を炭素質還元剤等と混合、混練して混合物を作り、その混合物に対して還元処理を施すことによって、メタルであるフェロニッケルとスラグとを生成させる方法である。なお、メタルであるフェロニッケルは、還元処理を経て得られるメタルとスラグとを含む混合物から、そのメタルを分離することで回収することができる。
【００２２】
図１は、ニッケル酸化鉱石の製錬方法の流れの一例を示す工程図である。図１に示すように、ニッケル酸化鉱石の製錬方法は、ニッケル酸化鉱石と炭素質還元剤等の材料とを混合して混合物とする混合処理工程Ｓ１と、混合物を塊状化する前処理工程Ｓ２と、所定の温度（還元温度）で混合物を還元する還元処理工程Ｓ３と、還元処理により生成したメタルとスラグとを含む混合物からメタルを分離回収する分離工程Ｓ４と、を有する。
【００２３】
＜２−１．混合処理工程＞
混合処理工程Ｓ１は、ニッケル酸化鉱石を含む原料粉末を混合して混合物を得る工程である。具体的に、混合処理工程Ｓ１では、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石と、炭素質還元剤と、さらに必要に応じて、鉄鉱石、フラックス成分、バインダー等の、例えば粒径が０．２ｍｍ〜０．８ｍｍ程度の原料粉末とを所定の割合で混合して混合物を得る。
【００２４】
原料鉱石であるニッケル酸化鉱石としては、特に限定されないが、リモナイト鉱、サプロライト鉱等を用いることができる。なお、ニッケル酸化鉱石は、酸化ニッケル（ＮｉＯ）と、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）とを少なくとも含有する。
【００２５】
炭素質還元剤としては、特に限定されないが、例えば、石炭粉、コークス粉等が挙げられる。なお、炭素質還元剤は、ニッケル酸化鉱石の粒度や粒度分布と同等の大きさのものであると、均一に混合し易く、還元反応も均一に進みやすくなるため好ましい。
【００２６】
炭素質還元剤の混合量としては、ニッケル酸化鉱石を構成する酸化ニッケルの全量をニッケルメタル還元するのに必要な化学当量と、酸化鉄（酸化第二鉄）を金属鉄に還元するのに必要な化学当量との両者合計値（便宜的に「化学当量の合計値」ともいう）を１００質量％としたときに、好ましくは５質量％以上６０質量％以下の炭素量の割合、より好ましくは１０質量％以上４０質量％以下の炭素量の割合となるように調整する。このように、炭素質還元剤の混合量を、化学当量の合計値１００質量％に対して５質量％以上の割合とすることで、ニッケルの還元を効率的に進行させることができ生産性が向上する。一方で、化学当量の合計値１００質量％に対して６０質量％以下の割合とすることで、鉄の還元量を抑えて、ニッケル品位の低下を防ぎ、ニッケル品位の高い高品質なフェロニッケルを製造することができる。
【００２７】
また、任意成分の添加剤である鉄鉱石としては、例えば、鉄品位が５０％程度以上の鉄鉱石、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬により得られるヘマタイト等を用いることができる。
【００２８】
また、フラックス成分としては、例えば、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、二酸化珪素等を挙げることができる。また、バインダーとしては、例えば、ベントナイト、多糖類、樹脂、水ガラス、脱水ケーキ等を挙げることができる。
【００２９】
混合処理工程Ｓ１では、上述したようなニッケル酸化鉱石を含む原料粉末を均一に混合することによって混合物を得る。混合に際しては、混合性を高めるために混練を同時に行ってもよく、混合後に混練を行ってもよい。具体的に、混練は、例えば二軸混練機等を用いて行うことができ、混合物を混練することによってその混合物にせん断力を加え、炭素質還元剤や原料粉末等の凝集を解いて、均一に混合できるとともに、各々の粒子の接触面積を増やして密着性を高め、また空隙を減少させることができる。これにより、還元反応が起りやすくなるとともに均一に反応させることができ、還元反応の時間を短縮することができる。また、品質のばらつきを抑えることができる。そして、結果として、生産性の高い処理を施すことができ、高い品質のフェロニッケルを製造することができる。
【００３０】
また、混練した後、押出機を用いて押出してもよい。このように押出機で押出すことによって、より一層高い混練効果を得ることができる。
【００３１】
なお、下記表１に、混合処理工程Ｓ１にて混合する、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石と、鉄鉱石の組成（質量％）の一例を示す。なお、原料の組成としては、これに限定されるものではない。
【００３２】
【表１】
2020158792.tif 000003
【００３３】
＜２−２．前処理工程＞
前処理工程Ｓ２は、混合処理工程Ｓ１にて調製した混合物を、ペレット等の塊状物に塊状化する工程である。すなわち、前処理工程Ｓ２では、原料粉末を混合して得られた混合物を、後述する還元処理工程Ｓ３にて使用する還元炉に投入し易くし、また効率的に還元反応が生じるように成形する。
【００３４】
混合物を塊状化して塊状物に形成（造粒）するにあたっては、混合物に対して塊状化に必要な所定量の水分を添加し、例えば塊状物製造装置（転動造粒機、圧縮成形機、押出成形機等、あるいはペレタイザーともいう）を用いて所定の形状のペレットに成形する。
【００３５】
混合物を成形して得られる塊状化物（ペレット）の形状としては、特に限定されず、例えば、直方体状、円柱状、球状等とすることができる。中でも、球状のペレットであることにより、還元反応が比較的均一に進み易くなり好ましい。また、次工程の還元処理工程Ｓ３での処理において、ペレットを積層させた状態で処理できることが好ましく、その点においても、ペレットが直方体状、円柱状、球状等であれば、還元炉内に積層させて載置させ易く、還元処理に供する処理量を多くすることができる。また、このように積層させて還元処理に供することで、一つのペレットを巨大化しなくても還元時の処理量を増やすことができるため、取り扱いが容易となり、また移動時等に崩れ落ちたりすることがなく、不良等の発生を抑えることができる。
【００３６】
ペレットの大きさとしては、特に限定されないが、例えば、次工程の還元処理工程Ｓ３における乾燥処理（乾燥工程Ｓ３１）、予熱処理（予熱工程Ｓ３２）を経て、還元処理（還元工程Ｓ３３）を行うために使用する還元炉に装入されるペレットの大きさ（球状のペレットの場合には直径）で、１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度となるようにする。
【００３７】
ペレットの体積としては、特に限定されないが、８０００ｍｍ３以上であることが好ましい。ペレットの体積が小さすぎると、成形コストが高くなり、還元炉に投入するのに手間がかかる。また、ペレットの体積が小さいと、ペレット全体に占める表面積の割合が大きくなるため、ペレットの表面と内部での還元度の差が現れやすくなり、均一に還元を進めることが困難になる可能性があり、高品質のフェロニッケルを製造することが難しくなる。一方で、混合物からなるペレットの体積が８０００ｍｍ３以上であれば、成形コストを有効に抑えることができ、取り扱いも容易となる。また、高品質のフェルニッケルを安定的に得ることができる。
【００３８】
＜２−３．還元処理工程＞
還元処理工程Ｓ３では、塊状化した混合物を、所定の還元温度で還元加熱処理する。還元処理工程Ｓ３における混合物の還元加熱処理により、混合物中において製錬反応が進行して、メタルとスラグとが生成する。なお、混合物は、還元加熱処理が施される対象であるため、「被還元処理物」ともいう。
【００３９】
図２は、還元処理工程Ｓ３にて実行する処理工程を示す工程図である。図２に示すように、還元処理工程Ｓ３は、混合物を乾燥する乾燥工程Ｓ３１と、乾燥させた混合物を予熱する予熱工程Ｓ３２と、予熱後の混合物を還元する還元工程Ｓ３３と、得られた還元物を冷却する冷却工程Ｓ３５と、を有する。また、好ましくは、還元工程Ｓ３３を経て得られた還元物を所定の温度範囲に保持する温度保持工程Ｓ３４を有する。
【００４０】
ここで、少なくとも還元工程Ｓ３３における処理は、炉床が回転移動する回転移動炉床炉を用いて行われ、例えば、還元温度を１２００℃以上１５００℃以下、好ましくは１３００℃以上１４８０℃以下として、還元処理が施される。さらに、還元処理により得られる還元物を所定の温度範囲に保持する温度保持工程Ｓ３４を実行する場合には、少なくとも、還元工程Ｓ３３における処理と温度保持工程Ｓ３４における処理とを回転移動炉床炉にて実行する。
【００４１】
このように、これらの処理を同一の回転移動炉床炉の回転部内にて行うことによって、その回転移動炉床炉内の温度を高い温度で維持することができるため、それぞれの工程における処理の都度、温度を上げたり下げたりする等の必要が無くなり、エネルギーコストを大幅に低減することができる。また、回転移動炉床炉を用いた処理によれば、温度の制御や管理が容易になる。これらのことから、高い生産性でもってより効率的に、高品質なフェロニッケルを連続して安定的に製造することができる。
【００４２】
ここで、本発明に係る製錬方法では、還元処理工程Ｓ３において、還元炉の炉床に、特定の床敷材を設け、その床敷材の上に混合物を載置して還元処理を施すことを特徴としている。具体的に、その床敷材としては、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上である。このようにして還元処理を施すことで、混合物が還元炉の炉床と反応することなく、また床敷材との反応も抑制することができ、ニッケル品位の高い高品質なフェロニッケルを、より一層に製錬コストを低く抑えながら製造することができる。なお、より詳細には後で説明する。
【００４３】
［還元処理工程における各工程について］
以下に、還元処理工程Ｓ３における各工程（乾燥工程Ｓ３１、予熱工程Ｓ３２と、還元工程Ｓ３３と、温度保持工程Ｓ３４、冷却工程Ｓ３５）について説明する。なお、還元炉として炉床が回転移動する回転移動炉床炉を用いる場合を例に挙げて説明する。
【００４４】
（１）乾燥工程
乾燥工程Ｓ３１では、原料粉末を混合し塊状化した混合物に対して乾燥処理を施す。乾燥工程Ｓ３１での乾燥処理は、主に混合物中の水分や結晶水を飛ばすことを目的とする。
【００４５】
混合物には水分等が多く含まれており、そのような状態で高温の還元温度まで急加熱すると、水分が一気に気化、膨張し、塊状化した混合物が割れたり、場合によって破裂して粉々になってしまい、均一な還元処理を行うことが困難になることがある。そのため、還元処理を行うに先立ち、混合物に対する乾燥処理を施して水分を除去するようにし、ペレット等の破壊を防止する。
【００４６】
乾燥処理は、還元炉として用いる回転移動炉床炉の回転部の外に接続される処理室内で行われることが好ましい。回転移動炉床炉の内部において乾燥処理を施すエリア（例えば乾燥エリア）を設けて実施することも考えられるが、そのような場合、乾燥エリアでの乾燥処理が律速となって、還元工程Ｓ３３における処理や温度保持工程Ｓ３４における処理に影響を与える可能性がある。したがって、乾燥工程Ｓ３１における乾燥処理は、回転移動炉床炉の回転部外に接続して設けられる乾燥室にて行われることが好ましい。
【００４７】
なお、詳しくは後述するが、図３に、回転移動炉床炉１と、その回転移動炉床炉１の回転部１０外に接続された乾燥室２０の構成例を示す。このように、回転移動炉床炉１の回転部１０外に乾燥室２０を設けることで、後述する予熱、還元、冷却といった工程とは全く別に乾燥室を設計でき、望ましい乾燥処理、予熱処理、還元処理、冷却処理をそれぞれ実行し易くなる。例えば、原料に依存して混合物に水分が多く残存するような場合には、乾燥処理に時間がかかるため、乾燥室２０の全長を長めに設計すればよく、または乾燥室２０内での混合物の搬送速度が遅くなるように設計すればよい。
【００４８】
乾燥室２０における乾燥処理としては、例えば、混合物中の固形分が７０質量％程度、水分が３０質量％程度となるように処理することができる。また、乾燥方法については、特に限定されないが、乾燥室２０において搬送されてきた混合物に対し熱風を吹き付けることによって行うことができる。また、乾燥温度についても、特に限定されないが、還元反応が始まらないようにする観点から、５００℃以下とすることが好ましく、かつその５００℃以下の温度で均一に乾燥することが好ましい。
【００４９】
ここで、図３に一例を示す回転移動炉床炉１における乾燥室２０は、上述したように混合物に対して乾燥処理を行う乾燥処理室であるとともに、回転移動炉床炉１の回転部１０の領域に混合物（被還元処理物）を供給する供給部としての役割も果たす。
【００５０】
なお、下記表２に、乾燥処理後の混合物における固形分の組成（質量部）の一例を示す。なお、混合物の組成としては、これに限定されるものではない。
【００５１】
【表２】
2020158792.tif 000004
【００５２】
（２）予熱工程
予熱工程Ｓ３２では、乾燥工程Ｓ３１での乾燥処理により水分を除去した後の混合物を予熱（予備加熱）する。
【００５３】
混合物を回転移動炉床炉に装入した後すぐに高温の還元温度にまで温度を上げてしまうと、熱応力によって混合物が割れたり、粉状になってしまうことがある。また、混合物の温度が均一に上がらず、還元反応にばらつきが生じ、生成するメタルの品質がばらつくことがある。そのため、混合物に対して乾燥処理を施した後に、所定の温度にまで予熱することが好ましく、これにより混合物の破壊や還元反応のばらつきを抑えることができる。
【００５４】
予熱処理は、還元工程Ｓ３３における還元処理を実行する回転移動炉床炉内（回転移動炉床炉の回転部内）にて行われることが好ましく、回転部内の回転移動する炉床において分割された処理室の一つを予熱室として行われるようにすることが好ましい。図３に、回転移動炉床炉１の構成例を示すが、回転部外に接続された乾燥室２０（被還元処理物の供給部）から続く箇所であって、供給された混合物（被還元処理物）が回転移動炉床炉１の回転部１０内に装入される最初の処理室を予熱室１０ａとして構成することができる。
【００５５】
予熱室１０ａにおける予熱処理としては、特に限定されないが、予熱温度を６００℃以上として行うことが好ましく、予熱温度を７００℃以上１２８０℃以下として行うことがより好ましい。このような範囲の予熱温度で処理することによって、続く還元処理における還元温度まで再加熱する際に必要なエネルギーを大幅に削減することができる。
【００５６】
なお、予熱処理は、上述した乾燥処理と同様に、回転移動炉床炉の回転部外に設けられた処理室（予熱室）にて行われるようにしてもよい。その場合、予熱室は、回転移動炉床炉の回転部外に、乾燥処理を行う乾燥室と連続的に設けられるように構成できる。
【００５７】
（３）還元工程
（３−１）還元加熱処理について
還元工程Ｓ３３では、予熱処理が施された混合物（被還元処理物）を所定の還元温度で還元加熱処理する。この還元加熱処理により、混合物中のニッケル酸化鉱石に含まれる酸化ニッケルは優先的に可能な限り１００％還元し、一方で酸化鉄はその一部のみ還元（部分還元）して、目的とする品位のフェロニッケルを生成させる。
【００５８】
具体的に、還元加熱処理は、炉床が回転移動する回転移動炉床炉内（回転移動炉床炉の回転部内）にて行う。このように、回転移動炉床炉を用いて還元処理を行うことにより、炉内の温度を高い温度範囲に維持することができ、温度を上げたり下げたりする必要がなく、エネルギーコストを大幅に低減することができる。また、温度の制御や管理が容易となり、高い品質のフェロニッケルを安定的に生産することができる。
【００５９】
図３に、回転移動炉床炉の構成の一例を示す。図３に示すように、回転移動炉床炉１は、炉床１０Ｆを有して炉の本体を構成する回転部１０と、回転部１０に接続して設けられている回転部外処理室１１と、から構成されている。回転部１０は、その炉床１０Ｆが回転移動する領域となっており、内部が４つに分割されてそれぞれで処理室（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）を構成している。なお、回転移動炉床炉１の回転部１０において、還元処理を施す処理室を「還元室」とも称する。
【００６０】
回転移動炉床炉を使用した還元加熱処理においては、混合物に含まれるニッケルを優先的にかつ可能な限り完全に還元し、一方で、その混合物に含まれる鉄は一部だけ還元して、目的とするニッケル品位のフェロニッケルが得られようにすることが好ましい。
【００６１】
具体的に、還元温度としては、特に限定されないが、例えば１２００℃以上１５００℃以下の範囲とし、好ましくは１３００℃以上１４８０℃以下の範囲とする。このような１２００℃以上１５００℃以下の範囲で還元することで、均一に還元反応を生じさせることができ、品質のばらつきを抑制したメタル（フェロニッケルメタル）を生成させることができる。また、好ましくは１３００℃以上１４８０℃以下の還元温度で還元することで、比較的短時間で所望の還元反応を生じさせることができる。
【００６２】
還元加熱処理に際しては、上述した範囲の還元温度になるまで回転移動炉床炉１の回転部１０における還元室１０ｂの内部温度を上昇させ、昇温後にその温度を維持する。
【００６３】
（３−２）炉床に設ける床敷材について
本発明に係る製錬方法では、還元工程Ｓ３３での還元加熱処理において、還元炉の炉床に、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上の床敷材を設け、その床敷材の上に被還元処理物である混合物を載置して還元加熱処理を施す。
【００６４】
ここで、還元加熱処理での温度（還元温度）を１３００℃以上とすると、還元反応は効率的に進行するようになるものの、その還元反応により生成する還元物と、混合物を載置した炉床と、が直接的に反応してしまうことがあり、結果としてその炉床を短時間で損傷させる。またそれだけではなく、得られる還元物に炉床の成分が混入し、フェロニッケルの品質を低下させる恐れが高まる。
【００６５】
このことから、還元加熱処理では、還元炉の炉床に床敷材を設けるようにし、その床敷材の上に混合物を載置して処理することが好ましい。これにより、得られる還元物と炉床との直接的な接触を防ぎ、互いに反応することで生じる融着や炉床の損傷を抑制することができる。
【００６６】
さて、そのような床敷材としては、融着や炉床の損傷等を抑制する観点からすると、得られる還元物と炉床との接触を防ぐことができるものであればよいが、意外にも、種々ある材質のなかでも特定の材質からなる床敷材を用いることで、フェロニッケルの品質に影響を与えることなく、ニッケル品位の高い高品質なフェロニッケルを安定的に、しかもコストを低減しながら製造できることを、本発明者は見出した。
【００６７】
具体的に、本発明に係る製錬方法では、床敷材として、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上を用いることを特徴としている。
【００６８】
床敷材として、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上を用いることで高品質なフェロニッケルを安定的に製造できるメカニズムとして、これらの床敷材と、被還元処理物である混合物や還元反応により生成するスラグとの反応性が低いことによると考えられる。例えば、１３００℃以上の高い還元温度で処理すると、鉄の還元が促進されやすくなるが、反応性が低いこれら材質からなる床敷材を使用することで、混合物中の鉄がニッケルに対して過剰に還元されたり、スラグの粘性が上昇して還元物内のメタルの粗大化を妨げたりする等の、不安定な還元反応を有効に抑えることができる。そしてこれにより、各工程で定める製錬条件に応じた品質の良好なフェロニッケルを製造することができ、その各工程の製錬条件を好適に定めることによって、高品質なフェロニッケルを安定的に製造することが可能となる。
【００６９】
しかも、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰は、安価なものである。また、いわゆる消耗型の素材であるため、例えば、使用に伴って経時的に劣化損傷した箇所とその周辺の箇所の除去を比較的に簡易に行うことができ、またその除去した部分を補給することで、床敷材の全部を交換することなく、その機能を効果的に維持することができる。これにより、床敷材の交換に伴う設備停止ロスの発生を抑えることができ、設備を停止させずに簡易に床敷材の補給を行うことで、再使用できる回数を大幅に増やすことができる。
【００７０】
このように、還元炉の炉床に上述した床敷材を設け、その床敷材の上に混合物を載置して還元加熱処理を施すことによって、高品質のフェロニッケルを製造しつつ、より一層コストを低く抑えた製錬を行うことができる。
【００７１】
断熱ボードとしては、例えば、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、珪酸質粉末、消石灰、セラミックファイバー等を主原料として板状に成型したものを用いることができる。
【００７２】
断熱ウールとしては、例えば、セラミックファイバーやガラス繊維を繊維化してウール状にしたものを用いることができる。
【００７３】
石炭灰としては、例えば発電所から入手できるものを用いることができる。
【００７４】
また、これらの材料については、還元物との接触面積をできるだけ小さくなるように、あるいは嵩密度をできるだけ小さくなるように予め調製して用いてもよい。
【００７５】
（４）温度保持工程
必須の態様ではないが、還元工程Ｓ３３を経て得られた還元物を、回転移動炉床炉内で所定の高い温度条件で保持する温度保持処理を行うようにしてもよい（温度保持工程Ｓ３４）。このように、還元工程Ｓ３３における所定の還元温度での還元加熱処理により得られた還元物を、すぐに冷却するのではなく、高温の雰囲気で保持することによって、還元物中において生成したメタル成分を沈降させて粗大化させることができる。
【００７６】
還元加熱処理して得られた状態において還元物中のメタル成分が小さい場合、例えば２００μｍ以下程度のバルク状のメタルであった場合には、その後の分離工程Ｓ４にてメタルとスラグとを分離することが困難になってしまう。そのため、必要に応じて、還元反応が終わった後も引き続き一定時間に亘って還元物を高温保持することによって、還元物中のスラグよりも比重の大きいメタルを沈降、凝集させて、メタルを粗大化させる。
【００７７】
なお、還元工程Ｓ３３における還元加熱処理により、製造上問題ないレベルまでメタルが粗大化している場合には、特に温度保持工程Ｓ３４を設けることを必要としない。
【００７８】
具体的に、温度保持工程Ｓ３４における還元物の保持温度としては、例えば、１３００℃以上１５００℃以下の高温範囲とすることが好ましい。このような範囲で還元物を高温保持することによって、還元物中のメタル成分を効率よく沈降させて粗大なメタルとすることができる。なお、保持温度が１３００℃未満であると、還元物の多くの部分が固相となるため、メタル成分が沈降しないか、沈降した場合であっても時間を要してしまい好ましくない。一方で、保持温度が１５００℃を超えると、昇温するエネルギーコストが上昇し、効率的な処理を行うことができなくなる。
【００７９】
温度保持工程Ｓ３４における処理は、還元加熱処理で使用する回転移動炉床炉内において、その還元加熱処理に続いて連続的に行うようにする。すなわち、図３に示すように、回転移動炉床炉１において、処理室１０ａを予熱室とし、処理室１０ｂを還元室とし、処理室１０ｃを温度保持工程Ｓ３４における処理を行う温度保持室として、還元室１０ｂを通過して得られた還元物を温度保持室（１０ｃ）にて所定の温度範囲に保持させる。
【００８０】
このように、還元処理を経て得られた還元物を所定の温度に保持する処理を、回転移動炉床炉を用いて連続的に行うことによって、生成した還元物中のメタル成分を効率的に沈降させて粗大化させることができる。しかも、還元工程Ｓ３３における処理と、温度保持工程Ｓ３４における処理とを別々の炉ではなく、同一の回転移動炉床炉を用いて連続的に行うことで、各処理間におけるヒートロスを低減して効率的な操業を可能にする。
【００８１】
（５）冷却工程
冷却工程Ｓ３５では、還元工程Ｓ３３を経て得られた還元物、または温度保持工程Ｓ３４にて所定の時間に亘り高温保持した後の還元物を、続く分離工程Ｓ４にて分離回収できる温度まで冷却する。
【００８２】
還元物に対する冷却処理は、２段階に分けて段階的に処理するようにすることができる。例えば、１段階目の冷却処理を、還元工程における還元処理等を実行した回転移動炉床炉の回転部内にて行い、２段階目の冷却処理を、その回転移動炉床炉の回転部外にて行うようにすることができる。
【００８３】
具体的には、図３に示すように、回転移動炉床炉１の回転部１０における処理室１０ｄを１段階目の冷却室（第１の冷却室）とし、第１の冷却室（１０ｄ）にて、還元加熱処理を経た還元物、あるいは還元物を所定の温度に保持した後の還元物に対する１段階目の冷却処理を実行する。また、回転移動炉床炉１の回転部１０の外部に、処理室１０ｄに連続して接続された２段階目の冷却室（第２の冷却室）３０にて、１段階目の冷却処理が行われた後の還元物に対する２段階目の冷却処理を実行する。
【００８４】
冷却工程Ｓ３５における温度（以下、「回収時温度」ともいう）は、還元物が実質的に固体として扱える温度であって、可能な限り高い温度であることが好ましい。この点において、２段階に分けて冷却処理を行うことで、段階的に徐々に冷却することが可能となり、１段階目の冷却処理の温度、すなわち回転部１０内の第１の冷却室１０ｄでの温度をできるだけ高くすることができる。これにより、その炉床１０Ｆが予熱工程Ｓ３２を実行する処理室１０ａに戻った際にも、予熱処理の適正温度にまで再加熱するためのエネルギーを低減することができ、低コストでニッケル製錬を行うことができる。また、回収時温度をできるだけ高く、例えば６００℃以上の温度として回収することができる。
【００８５】
また、一方で２段階目の冷却処理は、回転移動炉床炉１の炉外に接続された第２の冷却室３０にて行うようにすることで、その冷却室３０での冷却終了温度を、回転移動炉床炉１における各工程での処理の最適な温度配分とは独立して設定することができる。このため、回転移動炉床炉１における予熱、還元、冷却といった工程での処理時間等に影響を及ぼすことなく、冷却の進行や目的に合わせて個別にかつ細かく調整することができる。
【００８６】
さらに、このように２段階の冷却処理を行うようにし、回転移動炉床炉１内における温度差を減少させることで、回転移動炉床炉１の炉床、炉壁等に加わる熱応力をより一層に減らすことができ、回転移動炉床炉１の寿命を大きく延ばすことができる。
【００８７】
またさらに、このように還元物を２段階にわたって段階的に冷却するようにし、１段階目の冷却処理では比較的温度を高めに設定することで、還元物中において生成したメタル成分を十分に沈降させて粗大化させることができる。これにより、分離工程Ｓ４において、目的とするフェロニッケルメタルを分離しやすくし、効率的に回収することができる。
【００８８】
１段階目の冷却処理においては、還元物の温度が７００℃以上１２８０℃以下の範囲となるように冷却することが好ましい。このような範囲とすることで、上述した効果がより一層顕著に表れることになり好ましい。また、２段階目の冷却処理においては、還元物をさらに冷却するが、第２の冷却室３０から排出される還元物の温度としては６００℃以上が維持されるようにすることが好ましい。なお、この還元物の温度が回収時温度となる。
【００８９】
なお、冷却工程Ｓ３５においては、２段階目の冷却処理を行った後、冷却後の還元物を保持する保持処理を行うようにしてもよい。このように保持処理を行うことで、得られるメタルの品質をより安定化させることができる。
【００９０】
［回転移動炉床炉の構成］
（１）基本構成
改めて図３に例示した回転移動炉床炉の構成について詳細に説明する。回転移動炉床炉１は、炉床１０Ｆを有して炉の本体を構成する回転部１０と、回転部１０に接続して設けられている回転部外処理室１１と、から構成されている。そして、回転部１０は、その炉床１０Ｆが回転移動する領域となっており、内部が４つに分割されてそれぞれで処理室（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）を構成している。なお、予熱室１０ａに接続されている回転部外処理室１１である乾燥室２０は、回転部１０内に被還元処理物である混合物を供給する供給部としての機能を有している。
【００９１】
具体的に、回転移動炉床炉１においては、例えば、回転部１０を構成する符号「１０ａ」〜「１０ｄ」の４つの処理室うち、回転部１０外の乾燥室２０と接続された処理室１０ａを「予熱室（予熱エリア）」とする。
【００９２】
また、回転移動炉床炉１において、還元工程Ｓ３３後に後述する温度保持工程Ｓ３４を実行する場合には、例えば、処理室１０ｂを「還元室（還元エリア）」とし、処理室１０ｃを温度保持工程Ｓ３４における処理を行う「温度保持室（保持エリア）」とすることができる。
【００９３】
また、回転移動炉床炉１においては、還元工程Ｓ３３における還元加熱処理により得られた還元物、あるいはその還元物を温度保持工程Ｓ３４にて所定の温度に保持した後の還元物に対する冷却処理の少なくとも一部を、回転部１０内にて行う。具体的に、冷却工程Ｓ３５では、還元物に対する冷却処理を２段階に分けて段階的に還元物を冷却し、例えば、１段階目の冷却処理を回転移動炉床炉１の回転部１０内に構成される第１の冷却室（図３の回転移動炉床炉１における処理室１０ｄ）にて行い、２段階目の冷却処理を回転移動炉床炉１の回転部外に接続されて構成される第２の冷却室（図３の回転移動炉床炉１における符号「３０」で示す箇所）にて行うようにすることができる。
【００９４】
なお、回転移動炉床炉１の回転部１０の外に接続される回転部外処理室１１（図３の例では符号２０、符号３０で示す処理室、後で詳述する符号４０で示す床敷材排出部、符号５０で示す床敷材補給部）も、回転移動炉床炉を構成する要素である。
【００９５】
回転移動炉床炉１の回転部１０は、平面上に回転移動する炉床１０Ｆを備えており、混合物を載置した炉床１０Ｆが所定の速度で回転移動することで、それぞれの処理室（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）を通過し、その通過の際に処理が行われる。なお、図３中の回転移動炉床炉１上の矢印は、炉床１０Ｆの回転方向を示すとともに、処理物（混合物、あるいは得られる還元物）の移動方向を示す。
【００９６】
また上述したように、回転移動炉床炉１は、その回転部１０外に設けられた乾燥室２０と接続されている。乾燥室２０にて混合物に対する乾燥処理が施されると、乾燥後の混合物が回転部１０内の予熱室１０ａに供給され、その予熱室１０ａにて予熱処理されて、その後、順次に回転部１０内を移動する。
【００９７】
炉床が回転する領域１０を分割して形成される処理室の数としては、図３に例示する４つに限られるものではない。また、還元室の数等についても、上述した例に限られず、処理時間等に応じて適宜設定することができる。
【００９８】
回転移動炉床炉１において、各工程間、すなわち各処理室間は、反応温度を厳密に制御してエネルギーロスを抑制するために、仕切り壁で仕切られた構造とすることが好ましい。このように、各工程の間を仕切ることが可能な構造を有する回転移動炉床炉１によれば、各処理室間におけるエネルギーロスを抑制しながら、同一の回転移動炉床炉１を用いて行うことができる。ただし、仕切り壁が固定式のものであると、工程間の搬送や、特に回転移動炉床炉への装入及び排出が困難となる可能性があるため、その仕切り壁としては、処理物の移動に差し支えることがない程度に開閉できる構造とすることが好ましい。
【００９９】
回転移動炉床炉１の回転部１０内の処理室及び回転部１０の外に接続された処理室はそれぞれ、炉床台（図示しない）と、その炉床台上に構成される炉床１０Ｆと、により構成されている。
【０１００】
ここで、炉床１０Ｆには、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上の床敷材が設けられるようになっている。断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選ばれる１種以上を床敷材として用い、その床敷材上に混合物を載置して処理することで、高品質なフェロニッケルを安定的に製造することができる。
【０１０１】
（２）床敷材の除去排出及び補給の機構について
さて、回転移動炉床炉１においては、回転部外処理室１１の一部として、さらに床敷材排出部４０と、床敷材補給部５０と、が設けられている。
【０１０２】
（床敷材排出部）
床敷材排出部４０は、炉床１０Ｆ上に設けられた床敷材の少なくとも一部を除去排出するための機構部である。図３に示すように、床敷材排出部４０は、回転部１０の回転方向（図３中の矢印）において第２の冷却室３０よりも下流側の位置にその回転部１０に接続して設けられている。床敷材排出部４０は、回転部１０における炉床１０Ｆが動いている状態で、その炉床１０Ｆに設けられた床敷材の少なくとも一部を除去して排出する。
【０１０３】
具体的に、床敷材排出部４０は、回転移動する炉床１０上Ｆに設けた床敷材の一部に経時的な劣化が見受けられた場合に、その劣化した部分とその周辺部分を除去排出する機構とすることができる。例えば、炉床１０Ｆを撮像するカメラを設置し、カメラにて撮影した画像を確認して劣化が見受けられた場合に、摘出手段や押出手段等によって床敷材の少なくとも一部を摘出して除去排出する機構とすることができる。また、例えば断熱ボードを床敷材とした用いた場合には、所定の割合以下に薄くなった断熱ボードを取り出す機構とすることができる。床敷材の全部を交換する場合にも、この床敷材排出部４０を介して除去排出するようにすることができる。
【０１０４】
床敷材排出部４０は、上述したように、回転部１０の炉床１０Ｆが動いている状態で、その炉床１０Ｆに設けられた床敷材の少なくとも一部を除去して排出する。このように回転移動する炉床１０Ｆが動いている状態で、少なくとも一部又は全部の床敷材を除去排出することで、回転移動炉床炉１を停止させる必要がなくなり、これにより、処理効率の低下を防ぐことができる。
【０１０５】
（床敷材補給部）
床敷材補給部５０は、炉床１０Ｆ上に設けられる床敷材を補給するための機構部である。図３に示すように、床敷材補給部５０は、回転部１０の回転方向（図３中の矢印）において乾燥室２０（被還元処理物の供給部）より上流側の位置にその回転部１０に接続して設けられている。床敷材補給部５０は、回転部１０における炉床１０Ｆが回転している状態で、床敷材排出部４０により除去された部分の炉床１０Ｆ上に床敷材を補給する。
【０１０６】
具体的に、床敷材補給部５０は、前段に位置する床敷材排出部４０にて、炉床１０Ｆ上の床敷材の少なくとも一部を除去排出した場合に、その除去して無くなった部分に新たな床敷材を補給する機構とすることができる。例えば、床敷材排出部４０にて除去排出した床敷材の位置や量に関する情報信号を受信可能なようにし、その信号に基づいて、補給する適切な量の新規の床敷材を、その最適な補給位置に補給する機構とすることができる。床敷材の全部を交換する場合にも、この床敷材補給部５０を介して補給するようにすることができる。
【０１０７】
また、床敷材補給部５０では、炉床１０Ｆ上の床敷材が所定の割合以下となったときに補給する機構であってもよい。例えば、石炭灰等が初期の厚み（炉床１０Ｆ上に設けた床敷材の厚み）に対して２０％以上の割合で減ってしまい混合物と炉床１０Ｆとが接触し易くなった場合に、その減少分を補給するようにする。
【０１０８】
床敷材補給部５０の補給手段に関して、使用する床敷材の中でも石炭灰や断熱ウールの補給に際しては、例えば、補給ノズル等の機構部を設けて、上部から落とすようにして供給するようにする。なお、補給した後、補給した石炭灰等の床敷材の高さをならすための専用棒等を設置してよい。また、所定の割合以下に薄くなった断熱ボードを取り出し（除去排出し）、新しい断熱ボードを補給するに際しては、新規の断熱ボードを入れ替える設置する機構を設けて補給するようにする。
【０１０９】
床敷材補給部５０は、上述したように、回転部１０の炉床１０Ｆが動いている状態で、床敷材排出部４０にて除去された部分の炉床１０Ｆ上に床敷材を補給する。このように回転移動する炉床１０Ｆが動いている状態で、床敷材を補給することで、回転移動炉床炉１を停止させる必要がなくなり、これにより、処理効率の低下を防ぐことができる。
【０１１０】
＜２−４．分離工程＞
分離工程Ｓ４は、還元処理工程Ｓ３にて生成した還元物からメタル（フェロニッケルメタル）を分離し回収する。具体的に、分離工程Ｓ４では、混合物を還元加熱処理することによって得られた、メタル相（メタル固相）とスラグ相（スラグ固相）とを含む混在物（還元物）から、メタル相を分離して回収する。
【０１１１】
固体として得られたメタル相とスラグ相との混在物からメタル相とスラグ相とを分離する方法としては、例えば、篩い分けによる不要物の除去に加えて、比重による分離や、磁力による分離等の方法を利用することができる。また、得られたメタル相とスラグ相は、濡れ性が悪いことから容易に分離することができ、大きな混在物に対して、例えば、所定の落差を設けて落下させる、あるいは篩い分けの際に所定の振動を与える等の衝撃を与えることで、その混在物からメタル相とスラグ相とを容易に分離することができる。
【０１１２】
このようにしてメタル相とスラグ相とを分離することによって、メタル相を回収し、フェロニッケルの製品とすることができる。
【実施例】
【０１１３】
以下、本発明の実施例を示してより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【０１１４】
［混合処理工程］
原料鉱石としてのニッケル酸化鉱石と、鉄鉱石と、フラックス成分である珪砂及び石灰石、バインダー及び炭素質還元剤（炭素質還元剤として石炭を使用）と、適量の水を添加しながら混合機を用いて混合して混合物を得た。炭素質還元剤は、ニッケル酸化鉱石に含まれる酸化ニッケル（ＮｉＯ）と酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を過不足なく還元できる割合を１００％としたときに２９％の割合となる量で含有させた。そして、混合機によって混合した原料を二軸混練機によって混練した。
【０１１５】
［前処理工程］
次に、混練して得られた混合物を２４個に分類し、それぞれの混合物試料を、パン型造粒機を用いてφ１８±１．５ｍｍの球状のペレットに成形した。
【０１１６】
［還元処理工程］
次に、２４個に分類したそれぞれの混合物試料を用いて処理条件を変えて還元加熱処理を行った。還元加熱処理は、炉床が回転移動する回転移動炉床炉を用いて行った。具体的に、回転移動炉床炉は、図３に例示したような構成のものを用い、予熱エリア（１０ａ）と、還元エリア（１０ｂ）と、高温保持エリア（１０ｃ）と、冷却エリア（１０ｄ）とを備え、予熱エリア（１０ａ）の箇所に対応するように炉外に設けた乾燥室（２０）を接続し、冷却エリア（１０ｄ）の箇所に対応するように炉外に設けた冷却室（３０）を接続させたものを用いた。また、この回転移動炉床炉には、回転方向において冷却室（３０）よりも下流側の位置に、炉床に設けられた床敷材の少なくとも一部を除去して排出する床敷材排出部（４０）と、回転方向において乾燥室（２０）よりも上流側の位置に、床敷材を補給する床敷材補給部（５０）と、が設けられていた。
【０１１７】
具体的に、還元処理工程では、先ず、混合物試料を、回転移動炉床炉の炉外に接続させた乾燥室（２０）に装入し乾燥処理を施した。乾燥処理は、実質的に酸素を含まない窒素雰囲気中において、試料中を固形分が７０重量％程度、水分が３０重量％程度となるように、２５０℃〜３５０℃の熱風をペレットに吹き付けることによって行った。下記表３に、乾燥処理後の混合物試料の固形分組成（炭素を除く）を示す。
【０１１８】
【表３】
2020158792.tif 000005
【０１１９】
続いて、乾燥処理後の混合物試料を、乾燥室（２０）から回転移動炉床炉１の内部に供給して移行させ、予熱エリア（１０ａ）内の温度を７００℃以上１２８０℃以下の範囲に保持して混合物試料に対する予熱処理を行った。
【０１２０】
続いて、予熱処理を施した混合物試料に対する還元加熱処理を行った。還元加熱処理において、実施例１〜２１では炉床の上に設けた床敷材の上に混合物試料を載置して処理を施し、一方で、比較例１〜３では金属製の炉床に直接載置して処理を施した。
【０１２１】
還元加熱処理を経て得られたメタルとスラグとを含む還元物については、回転移動炉床炉１に接続された冷却室３０に移行させ、窒素を流しながら速やかに室温まで冷却して大気中へ取り出した。
【０１２２】
このようにして処理して得られた各試料のニッケル（Ｎｉ）メタル化率、メタル中ニッケル（Ｎｉ）含有率を、ＩＣＰ発光分光分析器（ＳＨＩＭＡＺＵ  Ｓ−８１００）のより分析して算出した。なお、Ｎｉメタル化率は下記（１）式、メタル中Ｎｉ含有率は下記（２）式により算出した。
Ｎｉメタル率＝ペレット中のメタル化したＮｉの量÷（ペレット中の全てＮｉの量）×１００（％）  ・・・（１）式
メタル中Ｎｉ含有率＝ペレット中のメタル化したＮｉの量÷（ペレット中のメタルしたＮｉとＦｅの合計量）×１００（％）  ・・・（２）式
【０１２３】
下記表４、５に、処理条件と、炉床との反応状況、Ｎｉメタル化率及びメタル中Ｎｉ含有率の評価結果とを併せて示す。
【０１２４】
【表４】
2020158792.tif 000006
【０１２５】
【表５】
2020158792.tif 000007
【０１２６】
表４、５から分かるように、実施例１〜２１では、試料と炉床との反応はほぼ抑制され、高いメタル化率でニッケルがメタル化されて、メタル中のＮｉ含有率も１８．０〜１８．９％となって品質のばらつきも少なく、高品質のフェロニッケルが得られた。なお、実施例７、１４、２１では、僅かに炉床との反応が確認されたものの、ごく表層のみの反応にとどまっていた。
【０１２７】
一方、比較例１〜３は、試料が炉床と反応してしまい、還元物が炉床と混在状態となって回収することができなかった。
【０１２８】
以上の結果から、床敷材として、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選択されるものを用いて還元加熱処理を施すことによって、炉床や床敷材に対する反応を抑制して、高品質のフェロニッケルを製造できることが分かった。
【０１２９】
なお、実施例の処理では、床敷材の減少や劣化が生じたときに、回転移動炉床炉に設けた床敷材排出部４０にて劣化した床敷材を除去排出し、また、床敷材補給部５０から除去された部分の炉床上には床敷材を補給する操作を行った。このような回転移動炉床炉の構成のもと、断熱ボード、断熱ウール、及び石炭灰から選択されるものを床敷材として用いたことで、床敷材の補給や交換を繰り返し容易に行うことができ、設備を停止させることなく非常に効率的にフェロニッケルを製造することができた。
【符号の説明】
【０１３０】
１    回転移動炉床炉
１０    回転部
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ    処理室
１１    回転部外処理室
２０    乾燥室（供給部）
３０    冷却室（第２の冷却室）
４０    床敷材排出部
５０    床敷材補給部
【図１】
2020158792.tif 000008
【図２】
2020158792.tif 000009
【図３】
2020158792.tif 000010