(57)【要約】【課題】フェロニッケル製錬において、操業停止等のトラブルの発生を回避しながら、焼鉱の実収率を向上させ、フェロニッケルの増産を可能にするフェロニッケルの製錬方法を提供する。【解決手段】ロータリーキルン１の排出端１Ｂの焼鉱温度を８００〜９００℃の範囲に保持して焼成処理を行い、そのロータリーキルン１内に生じた焼結塊を産出された焼鉱と分離して、焼結塊を解砕し篩分けする処理、及び／又は、焼結塊を粉砕し篩分けする処理を行い、篩分け後に得られた篩下物を電気炉に搬送する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル酸化鉱をロータリーキルンにより焼成して焼鉱を産出する工程と、得られた焼鉱を電気炉に搬送して還元熔解する工程とを含むフェロニッケルの製錬方法であって、
前記ロータリーキルンの排出端の焼鉱温度を８００〜９００℃の範囲に制御して焼成処理を行い、該ロータリーキルン内に生じた焼結塊を産出された焼鉱と分離して、該焼結塊を解砕し篩分けする処理、及び／又は、該焼結塊を粉砕し篩分けする処理を行い、篩分け後に得られた篩下物を電気炉に搬送することを特徴とするフェロニッケルの製錬方法。
【請求項２】
前記篩分けに用いる篩の目開きが１０〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のフェロニッケルの製錬方法。
【請求項３】
焼鉱と分離した焼結塊を解砕し篩分けする処理を行った後に、篩分けして得られた篩上物に対して粉砕し篩分けする処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のフェロニッケルの製錬方法。
【請求項４】
前記焼結塊を解砕し篩分けする処理、前記焼結塊を粉砕し篩分けする処理においては、該焼結塊の温度を６００〜９００℃の範囲に保持して行うことを特徴とする請求項１に記載のフェロニッケルの製錬方法。
【請求項５】
篩分け後に得られた前記篩下物を、保温処理が施された搬送設備により電気炉に搬送することを特徴とする請求項４に記載のフェロニッケルの製錬方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェロニッケルの製錬方法に関し、より詳しくは、原料のニッケル酸化鉱を焼成するロータリーキルンにて生じた焼結塊による操業トラブルを防止して、効率的な操業を可能にするフェロニッケルの製錬方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フェロニッケル製錬においては、ニッケル酸化鉱（以下、単に「鉱石」ともいう。）を原料として、鉱石を乾燥させる乾燥工程、乾燥した鉱石の焼成（並びに部分還元）を行う焼成工程、得られた焼成鉱石（焼鉱）を還元熔解する還元熔解工程等の工程を経て、フェロニッケルを生産する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
より詳しく説明すると、乾燥工程においては、ロータリーキルン（ロータリードライヤー）を使用し、３５〜４５％の水分を含有する原料鉱石に対して乾燥処理を施すことによって、含有水分が３２〜３４％程度の中間物（以下、「乾燥鉱石」という。）を生成する。
【０００４】
次に、焼成工程においては、ロータリーキルンを使用し、乾燥工程を経て得られた乾燥鉱石に対して焼成処理を施すことによって、その乾燥鉱石に含まれる水分をほぼ完全に除去した中間物（以下、「焼鉱」という。）を生成する。なお、このロータリーキルン内では、水分が取り除かれるとともに鉱石の部分的な還元も行われて焼鉱となる。
【０００５】
そして、還元熔解工程においては、産出された焼鉱を電気炉内に投入して還元熔融することによって、フェロニッケルを生産する。
【０００６】
ところで、上述した焼成工程においては、ロータリーキルンにて乾燥鉱石が焼成されて粒径１０〜１００ｍｍ程度の焼鉱が産出され、計量ホッパーで計量された後に、次工程の還元熔解工程における電気炉に搬送されて投入される。このとき、焼鉱は、所定の範囲に保持しつつ電気炉への投入口から電気炉内に投入される。
【０００７】
実操業においては、焼鉱が生成される際に、ロータリーキルンの排出端側の温度が所定の温度より高くなり過ぎると、乾燥鉱石の一部が熔融してロータリーキルン内壁に付着し易くなり、そして操業を続けるに従い徐々に成長して、ロータリーキルンの内壁にリング状の付着物（以下、「ベコ」ともいう。）を形成することがある。このベコは、操業の途中でロータリーキルン内壁から剥離して落下し、最大寸法１００〜５００ｍｍ程度の塊状物（以下、「焼結塊」ともいう。）となる。
【０００８】
このような焼結塊が、産出された焼鉱と混在したままの状態で次工程に移送されると、計量ホッパーの排出口部分や電気炉への投入口部分等における閉塞の原因となり、各工程における処理操業が停止するといったトラブルを発生させる。
【０００９】
そういったトラブルを回避するため、ロータリーキルンで発生した焼結塊を、ロータリーキルン排出端に続いて設けられた篩分装置によって生成した焼鉱と分離し、その後、分離した焼結塊を取り扱い可能な温度まで低下させてから、乾燥工程におけるロータリードライヤーにまで戻して繰り返し処理する方法が採られてきた。
【００１０】
しかしながら、このような従来の焼結塊の処理（繰り返し処理）では、分離した焼結塊の温度を取り扱い可能な温度まで下げ、さらに、最初の乾燥工程に戻して処理するため、操業全体の生産性を著しく低下させる要因となっていた。特に、焼結塊を乾燥工程等に繰り返すようにした場合、繰り返した焼結塊がロータリードライヤーやロータリーキルン内に装入される全処理対象のうちの数％を占めるようになるため、ロータリーキルンにて処理される乾燥鉱石の処理量のうちの数％は実質的に焼鉱として産出されないことになる。そのため、フェロニッケルの生産量を増加させようとした場合には、化石燃料等の使用量を増加させるといった対応が必要になっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１１−２２５９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、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、フェロニッケル製錬において、操業停止等のトラブルを回避しながら焼鉱の実収率を向上させ、フェロニッケルの増産を可能にするフェロニッケルの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】
【００１３】
本発明者らは、上述した目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、ロータリーキルンの排出端における焼鉱温度を所定の範囲に保持しながら焼成処理を行うとともに、そのロータリーキルンから生じる焼結塊に対して解砕処理や粉砕処理を施すことで、焼結塊の乾燥工程への繰り返し処理が不要となり、焼鉱の実収率を向上させることができることを見出し、本発明を完成させた。
【００１４】
すなわち、本発明に係るフェロニッケルの製錬方法は、ニッケル酸化鉱をロータリーキルンにより焼成して焼鉱を産出する工程と、得られた焼鉱を電気炉に移送して還元熔解する工程とを含むフェロニッケルの製錬方法であって、前記ロータリーキルンの排出端の焼鉱温度を８００〜９００℃の範囲に制御して焼成処理を行い、該ロータリーキルン内に生じた焼結塊を産出された焼鉱と分離して、該焼結塊を解砕し篩分けする処理、及び／又は、該焼結塊を粉砕し篩分けする処理を行い、篩分け後に得られた篩下物を電気炉に移送することを特徴とする。
【００１５】
ここで、上述のフェロニッケルの製錬方法においては、前記篩分けに用いる篩の目開きが１０〜１００ｍｍであることが好ましい。
【００１６】
また、焼鉱と分離した焼結塊を解砕し篩分けする処理を行った後に、篩分けして得られた篩上物に対して粉砕し篩分けする処理を行うことが好ましい。
【００１７】
また、前記焼結塊を解砕し篩分けする処理、前記焼結塊を粉砕し篩分けする処理においては、該焼結塊の温度を６００〜９００℃の範囲に維持して行うことが好ましい。
【００１８】
また、篩分け後に得られた前記篩下物を、保温処理が施された移送設備により電気炉に移送することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るフェロニッケルの製錬方法によれば、ロータリーキルンから生じる焼結塊による操業トラブルを防止しながら、焼鉱の実収率を向上させることができ、石炭や重油等のエネルギー使用量を増加させることなく、フェロニッケルの増産が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】鉱石に対する焼成処理を行うロータリーキルンの概略構成図である。
【図２】ロータリーキルンから排出された焼鉱を電気炉に搬送する流れと、ロータリーキルンから排出された焼結塊に対する処理の流れを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係るフェロニッケルの製錬方法の具体的な実施形態（以下、「本実施の形態」という。）について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。
【００２２】
≪フェロニッケル製錬の工程について≫
本実施の形態に係るフェロニッケルの製錬方法は、原料のニッケル酸化鉱をロータリーキルンにより焼成して焼鉱を産出する工程（焼成工程）と、得られた焼鉱を電気炉に搬送投入して還元熔解する工程（還元熔解工程）とを含むものである。
【００２３】
＜焼成工程＞
焼成工程は、製錬原料であるニッケル酸化鉱を予備乾燥して得られた乾燥鉱石に対して、燃料の燃焼熱による焼成処理を施し、水分をほぼ完全に除去するとともに部分還元を行い、焼成鉱石（焼鉱）を産出する。この焼成工程における焼成処理は、ロータリーキルンにより行われる。
【００２４】
図１は、乾燥鉱石に対する焼成処理を行う向流加熱方式のロータリーキルンの概略構成図である。図１に示すロータリーキルン１には、前工程の乾燥工程にてドライヤー（ロータリードライヤー）によってニッケル酸化鉱の付着水分の一部が除去されて得られた乾燥鉱石が原料として装入される。そして、化石燃料の燃焼熱を利用して、その乾燥鉱石の水分をほぼ完全に除去して焼成するとともに部分還元処理が施されて、焼鉱を排出する。
【００２５】
ニッケル酸化鉱（酸化ニッケル鉱石）としては、特に限定されないが、フェロニッケル製錬においてはガーニエライト鉱等が好ましく用いられる。ガーニエライト鉱の代表的な組成としては、乾燥鉱換算でＮｉ品位が２．１〜２．５重量％、Ｆｅ品位が１１〜２３重量％、ＭｇＯ品位が２０〜２８重量％、ＳｉＯ２品位が２９〜３９重量％、ＣａＯ品位が０．５重量％未満、灼熱減量が１０〜１５重量％である。
【００２６】
ロータリーキルン１においては、その装入端１Ａ（以下、「ロータリーキルン装入端１Ａ」ともいう。）から乾燥鉱石が装入される。このロータリーキルン１に装入される乾燥鉱石は、上述したように、ドライヤーにより予備乾燥され付着水分の一部が除去された原料鉱石であり、その水分量の目安としては２５〜３５重量％程度である。
【００２７】
また、ロータリーキルン１において、その排出端１Ｂ（以下、「ロータリーキルン排出端１Ｂ」ともいう。）にはバーナー２が設けられており、排出端１Ｂから添加された重油等の化石燃料がそのバーナー２により焚かれて燃焼する。そして、その燃焼による燃焼熱によって、ロータリーキルン装入端１Ａから装入されロータリーキルン１内を移動してきた乾燥鉱石が向流で加熱されることによって焼成されて焼鉱となる。このようにして乾燥鉱石が焼成されて生成した焼鉱は、粒径１０〜１００ｍｍ程度の大きさからなるものであり、その排出端１Ｂに連続して設けられた焼鉱排出用シュート３から排出され、搬送設備により電気炉の上部に設けられた炉上ビンまで搬送される。
【００２８】
なお、図１に示すように、ロータリーキルン排出端１Ｂの連続する部位には、粒径１０〜１００ｍｍ程度の焼鉱と、ロータリーキルン内に発生した焼結塊（粒径１００〜５００ｍｍ程度）とを分離するためのロストル（篩分装置）４が設けられている。したがって、ロータリーキルン排出端１Ｂから排出された焼鉱は、そのロストル４を通過した後に焼鉱排出用シュート３を介して搬送設備に乗せられることになる。一方で、焼鉱と共に排出端１Ｂから排出された焼結塊は、その粒径が大きいことからロストル４上に残留することによって焼鉱と分離され、焼結塊排出用シュート１１を介して焼結塊処理設備に移送される。なお、焼鉱と焼結塊との分離や焼結塊の処理については、後で詳しく説明する。
【００２９】
＜還元熔解工程＞
次に、還元熔解工程では、上述した焼成工程にて産出された焼鉱を電気炉（還元炉）に搬送投入して還元熔解する。具体的には、産出された焼鉱を炉上ビンに収容した後、その炉上ビンに接続された焼鉱シュートを介して、例えば三相交流電極式円形電気炉のような電気炉中に焼鉱を供給して還元熔融し、メタル（粗フェロニッケル）とスラグとを形成する。形成されたメタルとスラグは、比重差によりメタル層とスラグ層とに分離する。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、ロータリーキルン内で形成したベコに基づく焼結塊についても、所定の処理を施すことによって焼鉱と共に電気炉内に投入する。詳しくは後述する。
【００３１】
≪焼結塊について≫
ここで、フェロニッケル製錬の実操業においては、ロータリーキルンにて焼成処理が施されて焼鉱が生成する際に、原料の乾燥鉱石の一部が熔融してロータリーキルン内壁に付着し、操業を続けるに従って徐々に成長して、ロータリーキルンの内壁に、いわゆるベコを形成させる。このベコは、操業の途中でロータリーキルン内壁から剥離して、最大寸法１００〜５００ｍｍ程度の焼結塊となってロータリーキルンから排出される。この焼結塊は、焼鉱と共に次工程に移送されると、例えば計量ホッパーの排出口部分や電気炉への投入口部分等における閉塞の原因となる。そのため、従来では、排出された焼結塊を乾燥工程におけるロータリードライヤーにまで戻して、繰り返し処理を行っていた。
【００３２】
しかしながら、そのような従来の操業においては、繰り返した焼結塊が、ロータリードライヤーやロータリーキルン内に装入される全処理対象（全鉱石処理量）のうちの数％を占めるようになる。そして、その焼結塊の繰り返し処理は、フェロニッケル製錬の操業を継続させていく上で繰り返し行われるため、ロータリーキルンにて処理される乾燥鉱石処理量のうちの数％は焼鉱として得られない割合となる。つまり、鉱石処理量に対して１００％の割合で焼鉱を産出することができない（焼鉱実収率を１００％とすることはできない）ことになる。さらに、繰り返した焼結塊をロータリーキルン内で処理するためには、石炭や重油等のエネルギー使用量を増加させることが必要となり、その全処理量のうちの焼結塊が占める数％分だけエネルギー原単位が増加することになる。
【００３３】
≪フェロニッケルの製錬方法≫
そこで、本実施の形態に係るフェロニッケルの製錬方法では、焼結工程において、ロータリーキルン１の排出端１Ｂの焼鉱温度を８００〜９００℃の範囲に保持して焼成処理を行うとともに、ロータリーキルン１内に生じた焼結塊を産出された焼鉱と分離して、焼結塊を解砕し篩分けする処理、及び／又は、焼結塊を粉砕し篩分けする処理を行い、篩分け後に得られた篩下物を電気炉に搬送するようにする。以下、より具体的に説明する。
【００３４】
＜焼成処理における温度制御＞
本実施の形態に係るフェロニッケルの製錬方法では、焼結工程において、ロータリーキルン排出端１Ｂの焼鉱温度を８００〜９００℃の範囲に制御して焼成処理を行うことが重要となる。ロータローキルン排出端１Ｂにおける焼鉱温度の制御方法としては、例えば、その排出端１Ｂに設けられたバーナー２に供給する石炭や重油等の化石燃料の供給量を適宜調整することによって行うことができる。
【００３５】
ロータリーキルン１における焼成処理において、その排出端１Ｂにおける焼鉱温度を８００℃以上とすることによって、原料の乾燥鉱石に含まれる水分を完全に取り除くことができ、焼鉱を還元熔解させる電気炉内での水蒸気爆発の発生を防止することができる。また、排出端１Ｂにおける焼鉱温度を９００℃以下とすることによって、そのロータリーキルン排出端１Ｂが過剰に熱せられることによる大量のベコの形成を防ぐことができ、すなわち焼結塊の著しい発生を防ぐことができる。
【００３６】
そして、このように焼鉱温度が８００〜９００℃の範囲となるように焼成処理を施すことによって、焼結塊の発生率をロータリーキルン鉱石処理量に対して平均で約３％まで減少させることができる。これにより、排出される焼結塊と焼鉱とを効果的に分離させることができるとともに、後述する解砕、粉砕処理を効率的に行うことが可能となる。
【００３７】
なお、上述したように、排出端１Ｂの焼鉱温度が８００℃未満の場合には、焼鉱中に水分が残留してしまい、電気炉に装入した際に水蒸気爆発を起こす可能性が生じるため好ましくない。また、その焼鉱温度が９００℃を超える場合には、焼結塊が多量に生成して焼鉱との分離が困難になるとともに、後述する焼結塊に対する処理において、処理設備の損傷や損耗が激しくなり、乾燥工程等に繰り返し装入する繰り返し処理が必要となる。
【００３８】
＜焼鉱と焼結塊の分離、並びに焼結塊に対する処理＞
そして、本実施の形態に係るフェロニッケルの製錬方法では、ロータリーキルン内に生じた焼結塊を産出された焼鉱と分離して、その焼結塊を解砕し篩分けする処理、及び／又は、その焼結塊を粉砕し篩分けする処理を行い、篩分け後に得られた篩下物を電気炉に搬送するようにする。
【００３９】
ここで、図２に、焼結工程にて用いられるロータリーキルン、そのロータリーキルンから排出された焼鉱を還元熔解工程にて用いられる電気炉にまで搬送する設備、並びにロータリーキルンにて生じた焼結塊の処理設備の構成図を示す。本実施の形態に係るフェロニッケルの製錬方法では、図２に示すような設備を用いて、焼鉱と分離した焼結塊に対する処理を行う。以下、各設備の説明を行いながら、焼結塊に対する処理について説明する。なお、ロータリーキルンの構成の説明は、適宜、上述した説明を以って省略する。
【００４０】
（ロストル）
図２に示すように、ロータリーキルン１の排出端１Ｂには、その連続する部位（位置）にロストル４が設けられている。このロストル４は、目開き１００ｍｍ程度の例えば鉄製の格子からなっている。ロータリーキルン１にて焼成されて得られた焼鉱（粒径１０〜１００ｍｍ）は、そのロストル４を通過して、排出端１Ｂに接続された焼鉱排出用シュート３を介して計量ホッパー５に移送される。
【００４１】
このロストル４は、ロータリーキルン１から排出された焼鉱とロータリーキルン１内に発生したベコに基づく塊状物（焼結塊）とを分離する作用を奏する。上述したように、ロストル４は、目開き１００ｍｍ程度の格子からなっており、粒径１０〜１００ｍｍ程度の焼鉱を通過させる一方で、ロータリーキルン１から焼鉱と共に排出された、粒径１００〜５００ｍｍ程度（最大寸法）の焼結塊をロストル４上に残留させることによって焼鉱と分離する。これにより、粒径の大きな焼結塊が焼鉱と共に焼鉱排出用シュート３を介して計量ホッパー５に移送されることを防止し、計量ホッパー５の排出口等において焼結塊による閉塞が生じることを防ぐことができる。なお、焼鉱と分離された焼結塊は、ロータリーキルン排出端１Ｂにおいて焼鉱排出用シュート３とは別に接続された焼結塊排出用シュート１１を介して、後述する焼結塊処理設備１０に移送される。
【００４２】
（計量ホッパー）
計量ホッパー５は、焼鉱排出用シュート３を介して移送された焼鉱を貯留するとともに、貯留した焼鉱を所定量に計量して、その排出口を介して搬送設備に移す。この計量ホッパー５は、ロータリーキルン１から排出されてきた新たな焼鉱の供給に従って、貯留した焼鉱の所定量を一定の間隔で切り出す。
【００４３】
計量ホッパー５においては、その排出口にて閉塞等のトラブルが生じた場合、一定の間隔での焼鉱の切り出しがスムーズに行われなくなり、計量ホッパー５内の貯留限度を超える焼鉱が滞留してしまう。その結果、ロータリーキルン１からの焼鉱の供給停止、すなわちロータリーキルン１の操業停止を余儀なくされる。この点において、本実施の形態では、ロータリーキルン排出端１Ｂにおける温度（焼鉱温度）を一定範囲に保持して焼成処理を施し、閉塞の主因となる焼結塊の発生を最低限に抑えるようにし、さらには排出端１Ｂにロストル４を設けて焼鉱と焼結塊とを分離するようにしている。これにより、計量ホッパー５における閉塞を効果的に防止することができ、ロータリーキルン１の操業停止等の操業効率を著しく低下させるトラブルの発生を防ぐことができる。
【００４４】
（搬送設備）
計量ホッパー５から所定量が切り出された焼鉱は、次に搬送設備に乗せられ、還元熔解工程にて用いられる電気炉に搬送される。電気炉まで焼鉱を搬送させる搬送設備としては、特に限定されないが、例えば焼鉱用コンテナとそのコンテナを昇降させるクレーンからなる設備等の一定のスピードで焼鉱を搬送できる設備を用いることができる。具体的には、例えばこの搬送設備は、焼鉱用コンテナ内に焼鉱を載置して搬送先の電気炉まで搬送し、クレーンによって電気炉の上部に設けられた炉上ビンまで焼鉱を吊り上げて炉上ビン内に収容する。
【００４５】
また、この搬送設備においては、電気炉までの途中の地点で、後述する焼結塊処理設備１０から排出された焼結塊の解砕・粉砕物（以下の説明における「篩下物」と同一物。）が合流するように構成されており、それら解砕・粉砕物と共に焼鉱が電気炉まで搬送される。なお、焼結塊の解砕・粉砕物については、焼鉱と同じ搬送設備により焼鉱と共に（合流させて）電気炉に搬送させることに限られず、後述する焼結塊処理設備に連結された焼結塊の解砕・粉砕物用の搬送設備を設けて電気炉に搬送させるようにしてもよい。
【００４６】
また、この搬送設備は、搬送物である焼鉱や焼結塊の解砕・粉砕物を所定温度に保持するための保温処理を施した設備であることが好ましい。ここで、搬送設備を介して搬送された焼鉱等は、還元熔解工程における電気炉内に投入されると炉内で鉱石層を形成し、電気炉内での還元熔解によってメタルとスラグになる。このとき、搬送される焼鉱や、焼結塊の粉砕・解砕物の温度が低くなった状態で電気炉内に投入されると、炉内温度が低下して還元熔解に悪影響を及ぼす。このことから、焼鉱等の搬送においては、ロータリーキルンから排出された焼鉱等を高い温度に保持した状態で電気炉に投入可能なように、保温処理を施した搬送設備によって搬送することが好ましい。具体的には、焼鉱等の温度を６００〜９００℃程度の範囲に保持した状態で搬送することが好ましい。
【００４７】
搬送設備に施す保温処理としては、特に限定されないが、例えばチェーンコンベア等の搬送設備を密閉空間として、その外周囲を保温ジャケット等で覆うようにしたり、熱交換器等を設置することによって、搬送される焼鉱等の温度を一定範囲に保持する。
【００４８】
（焼結塊処理設備）
焼結塊処理設備１０は、ロータリーキルン１の排出端１Ｂに設けられたロストル４にて焼鉱と分離された直後の焼結塊を処理するための設備である。具体的に、焼結塊処理設備１０としては、図２に示すように、排出端１Ｂに接続され焼結塊を排出移送する焼結塊排出用シュート１１と、排出された焼結塊に対して解砕処理、粉砕処理等を施す処理設備１２と、処理設備１２にて焼結塊が解砕、粉砕されて篩分けされた篩下物を受け入れる受入ホッパー１３とを備えている。この焼結塊処理設備１０では、焼鉱との分離直後の焼結塊に対して解砕処理や粉砕処理等を施すことが可能なように構成配置されており、処理されて得られた篩下物を即座に電気炉に搬送投入することができるようになっている。これにより、焼結塊の温度の低下を抑制することができる。
【００４９】
焼結塊排出用シュート１１は、ロータリーキルン１の排出端１Ｂ側に接続された配管であり、ロストル４にて分離された最大寸法１００〜５００ｍｍ程度の大きさの焼結塊を処理設備１２に移送するための配管である。
【００５０】
処理設備１２は、例えば解砕処理設備や粉砕処理設備からなるものであり、焼結塊を解砕し篩分けする処理、及び／又は、焼結塊を粉砕し篩分けする処理を施すことが可能となっている。なお、図２の構成図においては、焼結塊を解砕して篩分けする処理を実行するための処理設備（解砕処理設備）を一例として示している。
【００５１】
具体的に、解砕処理設備としては、温度に対する耐久性があって焼結塊を解砕することができ、その解砕物を篩分けできるものであれば特に限定されない。例えば、解砕効果の観点から、バイブレーター付傾動式グリズリ等を用いることが好ましい。このバイブレーター付傾動式グリズリは、焼結塊に対して振動を与えるためのバイブレーターと、１００ｍｍ以下程度の目開きの篩面とを備え、振動によって焼結塊を解砕するとともに、解砕されて１００ｍｍ以下の大きさとなった解砕物を篩によって分け取る（篩下物）。
【００５２】
粉砕処理設備としては、温度に対する耐久性があって焼結塊を粉砕することができ、その粉砕物を篩分けできるものであれば特に限定されない。例えば、粉砕手段としては、バケット式ジョークラッシャー等を挙げることができる。このようなバケット式ジョークラッシャーによれば、高温状態の焼結塊に対しても、アームの先端のバケットに設けられたジョーによって容易に粉砕処理を施すことができ、焼結塊の温度を保持したまま処理することができる。また、解砕処理では長時間を要するような焼結塊に対しても、所望とする大きさの粉砕物を容易に得ることができる。
【００５３】
また、粉砕処理設備に設ける篩分け手段としては、上述したようなグリズリ等を挙げることができる。このように、粉砕処理設備としては、粉砕手段と篩分け手段とを組み合わせた設備とすることによって、粒径の大きな焼結塊から１００ｍｍ以下程度の解砕物（篩下物）を産出することができる。
【００５４】
上述した解砕処理設備、粉砕処理設備において篩分けに用いられる篩の目開きとしては、１０〜１００ｍｍ程度とすることが好ましい。篩の目開きが１０ｍｍ未満の場合、篩分け後に得られた篩下物に混入する粉体の割合が増えるため、搬送途中での発塵の原因となる。一方で、篩の目開きが１００ｍｍを超える場合は、最大寸法が１００ｍｍよりも大きな篩下物が焼鉱と共に搬送されるようになるため、例えば電気炉への投入口において閉塞等のトラブルを生じさせる可能性がある。
【００５５】
また、この処理設備１２においては、解砕処理設備と粉砕処理設備とを連続的に設けて、焼結塊を解砕して篩分けする処理を行った後に、篩分けして得られた篩上物を粉砕して篩分けする処理を行うようにすることが好ましい。具体的には、例えば解砕処理設備としてバイブレーター付傾動式グリズリを設け、焼結塊排出用シュート１１から排出された焼結塊を解砕して目開き１００ｍｍ程度の篩面で篩分けを行った後、篩分けされた篩上物を、例えばバケット式ジョークラッシャーにより粉砕して篩分けする。これにより、より効果的に、粒径の大きな焼結塊を焼鉱と同程度の大きさにまでに処理することができる。
【００５６】
また、この処理設備１２での、焼結塊を解砕し篩分けする処理、焼結塊を粉砕し篩分けする処理においては、処理対象である焼結塊の温度を６００〜９００℃の範囲に保持させた状態で行うことが好ましい。これにより、焼結塊の解砕・粉砕物（篩下物）を電気炉に投入するに際しても、炉内の温度低下を防止することができる。具体的には、例えば、ロータリーキルン排出端１Ｂにおいて焼鉱と分離された直後の焼結塊に対して解砕処理や粉砕処理を施すことが可能なように各装置を配置させるとよい。また、処理設備１２自体に保温処理を施して、一定の温度条件（保温条件）にて処理できるようにしてもよい。
【００５７】
受入ホッパー１３は、上述した処理設備１２において焼結塊が解砕、粉砕されて篩分けされた篩下物を受け入れて貯留する。この受入ホッパー１３は、温度に対する耐久性を有する材質からなるものであれば、その形状や大きさ等は特に限定されない。
【００５８】
この受入ホッパー１３は、図２に示すように、その排出口にスクリューコンベア１４が接続されており、またそのスクリューコンベア１４が焼鉱を搬送するための搬送設備に接続されている。したがって、受入ホッパー１３にて切り出された所定量の篩下物（焼結塊の解砕・粉砕物）が、スクリューコンベア１４を介して搬送設備に乗せられて電気炉に搬送される。なお、この受入ホッパー１３を、焼鉱を貯留し所定量を計量する計量ホッパー５に接続させるようして、受入ホッパー１３内の篩下物を焼鉱と共に計量ホッパー５内に貯留させるようにしてもよい。また、受入ホッパー１３を、焼鉱を搬送させるための搬送設備とは異なる搬送設備に接続させるようにし、受入ホッパー１３内の篩下物を単独で電気炉まで搬送させるようにしてもよい。
【００５９】
以上のように、本実施の形態に係るフェロニッケルの製錬方法では、ロータリーキルン１の排出端１Ｂにおける焼鉱温度を８００〜９００℃の範囲に保持しながら焼成処理を行うとともに、そのロータリーキルン１から生じる焼結塊に対して解砕処理や粉砕処理を施して篩分けを行い、その篩下物を焼鉱と共に電気炉まで搬送する。
【００６０】
このような方法によれば、従来のように、排出された焼結塊を乾燥工程等に繰り返す処理が不要となる。そのため、焼結塊の全量を繰り返していた従来方法に比べて、焼鉱の実収率を向上させることができる。また、焼結塊を繰り返すことがなくなるので、ロータリーキルン等における化石燃料等のエネルギー使用量を削減することができる。
【００６１】
そして、このように焼鉱の実収率を向上させることができることから、石炭や重油等のエネルギー使用量を増加させることなく、フェロニッケルの増産が可能となる。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明についての実施例を比較例と対比しながら説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。
【００６３】
［実施例１］
フェロニッケル製錬において使用している、長さ１０５ｍ、内径４．３ｍのロータリーキルンを用いて、原料のニッケル酸化鉱を乾燥して得られた乾燥鉱石に対して焼成並びに部分還元を行い、焼鉱を生産した。このロータリーキルンにおける焼成処理操業は、鉱石処理量：８０．０ｔ／ｈ、鉱石（乾燥鉱石）中水分：１８〜２８重量％、ロータリーキルン回転数：０．７〜１．４ｒｐｍの条件で２４時間行った。また、ロータリーキルンの排出端における焼鉱温度を８００〜９００℃の範囲に保持するように操業した。
【００６４】
この操業の結果、時間平均で７０．０ｔ／ｈの焼鉱と、時間平均で２．１ｔ／ｈの焼結塊が排出された。焼鉱と焼結塊とは、ロータリーキルンの排出端に設けられたロストルによって分離して、それぞれを別々に排出した。
【００６５】
次に、排出された２．１ｔ／ｈの焼結塊に対して、目開き１００ｍｍの篩面を有するバイブレーター付傾動式グリズリを用いて解砕し篩分けする処理を施した。この処理により、焼結塊が解砕されて得られた篩下の解砕物（篩下物）は、時間平均で０．９ｔ／ｈ得られた。得られた篩下物は、受入ホッパーに貯留させた後に、スクリューコンベア、チェーンコンベアを介して、計量ホッパーに移送させた。
【００６６】
一方で、バイブレーター付傾動式グリズリにおける篩上の焼結塊（篩上物）は、時間平均で１．２ｔ／ｈ得られた。そのため、次に、その篩上物、すなわち最大寸法が１００ｍｍより大きな焼結塊を、バケット式ジョークラッシャー（メッカニカ・ブレガンゼーゼ社製）によって粉砕し、再び目開き１００ｍｍのバイブレーター付グリズリを用いて篩分けした。その結果、処理した焼結塊の全量が篩下物として得られた。得られた篩下物は、受入ホッパーに貯留させた後に、スクリューコンベア、チェーンコンベアを介して、計量ホッパーに移送させた。
【００６７】
以上のように、時間平均で２．１ｔ／ｈで排出された焼結塊の全量を計量ホッパーに移送させたことで、焼鉱と合わせて７２．１ｔ／ｈも電気炉に投入することができ、焼鉱の実収率を向上させることができたとともに、フェロニッケルの増産が可能となった。また、焼結塊の排出割合も平均して３％程度に抑えることができ、効率的に焼結塊に対する処理を施すことができた。
【００６８】
［比較例１］
比較例１では、ロータリーキルンの排出端から７０．０ｔ／ｈの焼鉱と２．１ｔ／ｈの焼結塊が得られたのち、その焼結塊をフェロニッケル製錬における乾燥工程に繰り返すようにした（乾燥工程にて使用したロータリードライヤーに繰り返し装入した。）。
【００６９】
その結果、電気炉に投入することができたのは、焼鉱の７０．０ｔ／ｈのみとなってしまった。また、排出された焼結塊を前工程に繰り返す処理を継続的に行うようにしたため、焼鉱の実収率を高めることができなかった。
【００７０】
［比較例２］
比較例２では、ロータリーキルン排出端の焼鉱温度が７００〜７８０℃となるように焼成処理を行ったこと以外は、実施例１と同じ方法で操業を行った。
【００７１】
その結果、排出された焼結塊に対する解砕、粉砕、並びに篩分け処理を行ったことにより、焼結塊を焼鉱と共に電気炉内に投入することはできたものの、それらを電気炉に装入した際の水蒸気爆発のリスクを考慮して操業を停止せざるを得なった。このことは、焼鉱温度を７００〜７８０℃となるように焼成処理を行ったことにより、乾燥鉱石中の水分の除去が十分に行われなかったためであると考えられる。
【００７２】
［比較例３］
比較例３では、ロータリーキルン排出端の焼鉱温度が９２０〜１０００℃となるように焼成処理を行ったこと以外は、実施例１と同じ方法で操業を行った。
【００７３】
その結果、ロータリーキルン排出端に連続して設けられたロストルの篩分能力を大幅に超える量の焼結塊が発生したためにロストル上に焼結塊が積み上がってしまい、焼鉱と焼結塊とを効果的に分離することができなかった。このため、操業を停止せざるを得なかった。
【符号の説明】
【００７４】
１  ロータリーキルン、１Ａ  ロータリーキルンの装入端、１Ｂ  ロータリーキルンの排出端、２  バーナー、３  焼鉱排出用シュート、４  ロストル、５  計量ホッパー、１０  焼結塊処理設備、１１  焼結塊排出用シュート、１２  処理設備、１３  受入ホッパー、１４  スクリューコンベア
【図１】
2014162937.tif 000003
【図２】
2014162937.tif 000004