(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル酸化鉱からペレットを製造する方法であって、
前記ニッケル酸化鉱を塊状に形成した塊状物を３５０℃〜６００℃の温度に加熱する加熱処理を施すことを特徴とするペレットの製造方法。
【請求項２】
前記加熱処理では、前記塊状物を４００℃〜５５０℃の温度に加熱することを特徴とする請求項１に記載のペレットの製造方法。
【請求項３】
前記塊状物に対して前記加熱処理を施す前に、該塊状物に対して予備加熱処理を施すことを特徴とする請求項１又は２に記載のペレットの製造方法。
【請求項４】
前記予備加熱処理では、前記塊状物を１００℃〜１７０℃の温度に２時間以上に亘り保持して予備加熱することを特徴とする請求項３に記載のペレットの製造方法。
【請求項５】
ニッケル酸化鉱の製錬方法であって、
前記ニッケル酸化鉱からペレットを製造するペレット製造工程と、
得られたペレットを還元炉にて所定の還元温度で加熱する還元工程と、を有し、
前記ペレット製造工程では、前記ニッケル酸化鉱を塊状に形成した塊状物を３５０℃〜６００℃の温度に加熱する加熱処理を施してペレットを製造することを特徴とするニッケル酸化鉱の製錬方法。
【請求項６】
前記ペレット製造工程において前記塊状物に対して加熱処理を施してペレットとした後、該ペレットを、その加熱処理の温度に保持した状態のまま、前記還元炉に装入することを特徴とする請求項５に記載のニッケル酸化鉱の製錬方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペレットの製造方法に関するものであり、より詳しくは、ニッケル酸化鉱の製錬工程にて処理する際のペレットの製造方法、並びにそれを用いたニッケル酸化鉱の製錬方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リモナイトあるいはサプロライトと呼ばれるニッケル酸化鉱の製錬方法として、熔錬炉を使用してニッケルマットを製造する乾式製錬方法、ロータリーキルンあるいは移動炉床炉を使用してフェロニッケルを製造する乾式製錬方法、オートクレーブを使用してミックスサルファイドを製造する湿式製錬方法等が知られている。
【０００３】
ニッケル酸化鉱を製錬工程に装入するにあたっては、その原料鉱石をペレット化、スラリー化等するための前処理が行われる。具体的に、ニッケル酸化鉱をペレット化、すなわちペレットを製造する際には、そのニッケル酸化鉱以外の成分、例えばバインダーや還元剤と混合し、さらに水分調整等を行った後に塊状物製造機に装入して、例えば１０〜３０ｍｍ程度の塊状物（ペレット、ブリケット等を指す。以下、単に「ペレット」という）とするのが一般的である。
【０００４】
このペレットは、例えば、通気性の保持、原料成分の偏在防止等の役割を達成するために、製錬炉（還元炉）に装入されて還元加熱等の製錬操作が始まっても、その形状を維持することが重要となる。
【０００５】
例えば、特許文献１には、移動炉床炉を利用してフェロニッケルを製造する際の前処理方法として、酸化ニッケル及び酸化鉄を含有する原料と、炭素質還元剤とを混合して混合物となす混合工程において、混合物の余剰炭素量を調整する技術が開示されている。
【０００６】
しかしながら、その混合物を還元炉に装入するためにペレット化し、還元する温度に加熱すると、いわゆるヒートショックが生じてペレットが壊れてしまう場合があり、製錬反応の進行を阻害する、あるいは生成物が小さくなって回収が困難になるという問題がある。したがって、少なくともヒートショックにより壊れるペレットの割合を１０％程度に抑えなければ、商業的な操業は困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１５６１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、ニッケル酸化鉱をペレット化して製錬工程における還元炉に装入するにあたり、ヒートショックによる割れの発生を抑制することができるペレットの製造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】
【０００９】
本発明者らは、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、ニッケル酸化鉱の製錬方法に用いる、ニッケル酸化鉱を含有するペレットを製造するにあたり、塊状物に形成した後に所定の温度に予熱処理を施すことで、高温の還元炉に装入したときのヒートショックによる割れの発生を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下のものを提供する。
【００１０】
（１）本発明は、ニッケル酸化鉱からペレットを製造する方法であって、前記ニッケル酸化鉱を塊状に形成した塊状物を３５０℃〜６００℃の温度に予熱処理することを特徴とするペレットの製造方法である。
【００１１】
（２）また本発明は、上記（１）に係る発明において、前記塊状物を４００℃〜５５０℃の温度に予熱処理することを特徴とするペレットの製造方法である。
【００１２】
（３）また本発明は、上記（１）又は（２）に係る発明において、前記塊状物を予熱処理する前に、該塊状物を予備加熱することを特徴とするペレットの製造方法である。
【００１３】
（４）また本発明は、上記（３）に係る発明において、前記塊状物を１００℃〜１７０℃の温度に２時間以上に亘り保持して予備加熱することを特徴とするペレットの製造方法である。
【００１４】
（５）本発明は、ニッケル酸化鉱の製錬方法であって、前記ニッケル酸化鉱からペレットを製造するペレット製造工程と、得られたペレットを還元炉にて所定の還元温度で加熱する還元工程と、を有し、前記ペレット製造工程では、前記ニッケル酸化鉱を塊状に形成した塊状物を３５０℃〜６００℃の温度に予熱処理することを特徴とするニッケル酸化鉱の製錬方法である。
【００１５】
（６）また本発明は、上記（５）に係る発明において、前記ペレット製造工程において前記塊状物を予熱処理してペレットとした後、該ペレットを、その予熱処理の温度を保持した状態のまま、前記還元炉に装入することを特徴とするニッケル酸化鉱の製錬方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ニッケル酸化鉱の製錬方法に用いるニッケル酸化鉱のペレットについて、ヒートショックによる割れの発生を抑制してその形状を維持することができるペレットを製造することができ、その工業的価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ニッケル酸化鉱の製錬方法の流れを示す工程図である。
【図２】ニッケル酸化鉱の製錬方法におけるペレット製造工程での処理の流れを示す処理フロー図である。
【図３】ニッケル酸化鉱の製錬方法におけるペレット製造工程での処理の流れを示す処理フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明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。
【００１９】
≪１．ニッケル酸化鉱の製錬方法≫
先ず、原料鉱石であるニッケル酸化鉱の製錬方法について説明する。以下では、原料鉱石であるニッケル酸化鉱をペレット化し、そのペレットを還元処理することでメタル（フェロニッケル）とスラグとを生成させ、そのメタルとスラグとを分離することによってフェロニッケルを製造する製錬方法を例に挙げて説明する。
【００２０】
本実施の形態に係るニッケル酸化鉱の製錬方法は、ニッケル酸化鉱のペレットを用い、そのペレットを製錬炉（還元炉）に装入して還元加熱することによって製錬する方法である。具体的に、このニッケル酸化鉱の製錬方法は、図１の工程図に示すように、ニッケル酸化鉱からペレットを製造するペレット製造工程Ｓ１と、得られたペレットを還元炉にて所定の還元温度で加熱する還元工程Ｓ２と、還元工程Ｓ２にて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回収工程Ｓ３とを有する。
【００２１】
＜１−１．ペレット製造工程＞
ペレット製造工程Ｓ１では、原料鉱石であるニッケル酸化鉱からペレットを製造する。図２は、ペレット製造工程Ｓ１における処理の流れを示す処理フロー図である。この図２に示すように、ペレット製造工程Ｓ１は、ニッケル酸化鉱を含む原料を混合する混合処理工程Ｓ１１と、得られた混合物を塊状物に形成（造粒）する塊状化処理工程Ｓ１２と、得られた塊状物を乾燥する乾燥処理工程Ｓ１３と、そして、乾燥処理を施した塊状物を所定の温度に予熱処理する予熱処理工程Ｓ１４とを有する。
【００２２】
（１）混合処理工程
混合処理工程Ｓ１１は、ニッケル酸化鉱を含む原料粉末を混合して混合物を得る工程である。具体的には、この混合処理工程Ｓ１１では、原料鉱石であるニッケル酸化鉱、鉄鉱石、炭素質還元剤、フラックス成分、バインダー等の、例えば粒径が０．２ｍｍ〜０．８ｍｍ程度の原料粉末を混合して混合物を得る。
【００２３】
ニッケル酸化鉱としては、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。
【００２４】
鉄鉱石としては、特に限定されないが、例えば鉄品位が５０％程度以上の鉄鉱石、ニッケル酸化鉱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。
【００２５】
また、炭素質還元剤としては、例えば、粉炭、粉コークス等が挙げられる。この炭素質還元剤は、上述のニッケル酸化鉱の粒度と同等のものであることが好ましい。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。また、フラックス成分としては、例えば、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、二酸化珪素等を挙げることができる。
【００２６】
下記表１に、一部の原料粉末の組成（重量％）の一例を示す。なお、原料粉末の組成としては、これに限定されるものではない。
【表１】
0005858101.tif 000002
【００２７】
（２）塊状化処理工程
塊状化処理工程Ｓ１２は、混合処理工程Ｓ１１にて得られた原料粉末の混合物を塊状物に形成（造粒）する工程である。具体的には、混合処理工程Ｓ１１にて得られた混合物に、塊状化に必要な水分を添加して、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）等を使用し、あるいは人の手によってペレット状の塊に形成する。
【００２８】
ペレットの形状としては、特に限定されないが、例えば球状とすることができる。また、ペレット状にする塊状物の大きさとしては、特に限定されないが、例えば、後述する乾燥処理、予熱処理を経て、還元工程における還元炉等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。
【００２９】
（３）乾燥処理工程
乾燥処理工程Ｓ１３は、塊状化処理工程Ｓ１２にて得られた塊状物を乾燥処理する工程である。塊状化処理によりペレット状の塊となった塊状物は、その水分が例えば５０重量％程度と過剰に含まれており、べたべたした状態となっている。このペレット状の塊状物の取り扱いを容易にするために、乾燥処理工程Ｓ１３では、例えば塊状物の固形分が７０重量％程度で、水分が３０重量％程度となるように乾燥処理を施すようにする。
【００３０】
より具体的に、乾燥処理工程Ｓ１３における塊状物に対する乾燥処理としては、特に限定されないが、例えば３００℃〜４００℃の熱風を塊状物に対して吹き付けて乾燥させる。なお、この乾燥処理時における塊状物の温度は１００℃未満である。
【００３１】
下記表２に、乾燥処理後のペレット状の塊状物における固形分中組成（重量部）の一例を示す。なお、乾燥処理後の塊状物の組成としては、これに限定されるものではない。
【表２】
0005858101.tif 000003
【００３２】
（４）予熱処理工程
予熱処理工程Ｓ１４は、乾燥処理を施した塊状物を所定の温度に予熱処理する工程である。本実施の形態に係るニッケル酸化鉱の製錬方法では、ニッケル酸化鉱の塊状物を所定の温度に予熱処理してペレットを製造し、そのペレットを還元炉に装入して還元加熱することを特徴としている。
【００３３】
この予熱処理工程Ｓ１４における塊状物に対する予熱処理については詳しくは後述するが、塊状物を予熱処理してペレットを製造することによって、そのペレットを所定の温度で還元加熱する際にも、ヒートショックによるペレットの割れ（破壊、崩壊）を効果的に抑制することができる。
【００３４】
具体的には、塊状物に対して予熱処理を施すことによって、１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の大きさの形状を維持できる強度、例えば１ｍの高さから落下させた場合でも、破壊するペレットの割合が１％以下程度となる強度を有するペレットを製造することができる。このことにより、得られたペレットは、次工程の還元工程に装入する際の落下等の衝撃に耐えることが可能であってそのペレットの形状を維持することができ、またペレットとペレットとの間に適切な隙間が形成されるので、製錬工程における製錬反応が適切に進行するようになる。
【００３５】
＜１−２．還元工程＞
還元工程Ｓ２では、ペレット製造工程Ｓ１で得られたペレットを所定の還元温度に還元加熱する。この還元工程Ｓ２におけるペレットの還元加熱処理により、製錬反応が進行して、メタルとスラグとが生成する。
【００３６】
具体的に、還元工程Ｓ２における還元加熱処理は、製錬炉（還元炉）等を用いて行われ、ニッケル酸化鉱を含むペレットを、例えば１４００℃程度の温度に加熱した還元炉に装入することによって還元加熱する。この還元工程Ｓ２における還元加熱処理では、例えば１分程度のわずかな時間で、先ず還元反応の進みやすいペレットの表面近傍においてペレット中のニッケル酸化物及び鉄酸化物が還元されメタル化して鉄−ニッケル合金（以下、鉄−ニッケル合金を「フェロニッケル」ともいう）となり、殻（シェル）を形成する。一方で、殻の中では、その殻の形成に伴ってペレット中のスラグ成分が徐々に熔融して液相のスラグが生成する。これにより、１個のペレット中では、フェロニッケルメタル（以下、単に「メタル」という）と、フェロニッケルスラグ（以下、単に「スラグ」という）とが分かれて生成する。
【００３７】
そして、還元工程Ｓ２における還元加熱処理の処理時間をさらに１０分程度まで延ばすことにより、ペレット中に含まれる還元反応に関与しない余剰の炭素質還元剤の炭素成分が鉄−ニッケル合金に取り込まれ、融点を低下させる。その結果、鉄−ニッケル合金は熔解して液相となる。
【００３８】
上述したように、ペレット中のスラグは熔融して液相となっているが、既に分離して生成したメタルとスラグとは混ざり合うことがなく、その後の冷却によってメタル固相とスラグ固相との別相として混在する混合物となる。この混合物の体積は、装入するペレットと比較すると、５０％〜６０％程度の体積に収縮している。
【００３９】
上述した製錬反応が最も理想的に進行した場合、装入したペレット１個に対して、メタル固相１個とスラグ固相１個とを混在させた１個の混合物として得られ、「だるま状」の形状の固体となる。ここで、「だるま状」とは、メタル固相とスラグ固相とが接合した形状である。このような「だるま状」の形状を有する混合物である場合、その混合物は粒子のサイズとしては最大となるので、還元炉から回収する際に、回収の手間が少なく、メタル回収率の低下を抑制することができる。
【００４０】
なお、上述した余剰の炭素質還元剤としては、ペレット製造工程Ｓ１にてペレット中に混合されたものだけでなく、例えばこの還元工程Ｓ２にて使用する還元炉の炉床にコークス等を敷き詰めることによって準備してもよい。
【００４１】
本実施の形態に係るニッケル酸化鉱の製錬方法においては、上述したように、ペレット製造工程Ｓ１において、乾燥処理を施した塊状物を所定の温度に予熱処理してペレットを製造するようにしており、そのペレットをその予熱処理温度に保持した状態で当該還元工程Ｓ２における還元炉に装入して還元加熱する。このような予熱処理を施して製造したペレットを用いることにより、還元加熱の際に受けるヒートショックの発生を低減することができ、そのペレットの形状が崩れることを抑制することができる。
【００４２】
＜１−３．分離工程＞
分離工程Ｓ３では、還元工程Ｓ２にて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。具体的には、ペレットに対する還元加熱処理によって得られた、メタル相（メタル固相）とスラグ相（スラグ固相）とを含む混合物からメタル相を分離して回収する。
【００４３】
固体として得られたメタル相とスラグ相との混合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、上述した「だるま状」の混合物に対して、例えば、所定の落差を設けて落下させる、或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「だるま状」の混合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。
【００４４】
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、メタル相を回収する。
【００４５】
≪２．ペレット製造工程における予熱処理≫
次に、ペレット製造工程における予熱処理について説明する。上述したように、本実施の形態においては、原料鉱石であるニッケル酸化鉱からペレットを製造するにあたり、ニッケル酸化鉱と、バインダー、炭素質還元剤等とを混合し、その混合物を塊状物に形成した後、その塊状物を所定の温度に予熱処理することを特徴としている。
【００４６】
このニッケル酸化鉱の塊状物に対する予熱処理においては、その温度が重要となり、具体的には、塊状物を３５０℃〜６００℃の温度に予熱処理する。
【００４７】
このように、ニッケル酸化鉱の塊状物に対して３５０℃〜６００℃の温度に予熱処理を施してペレットとし、そのペレットを用いて還元工程にて還元加熱することにより、還元加熱の際に受けるヒートショックの発生を低減することができ、還元工程においてペレットの形状が崩れることを抑制することができる。具体的には、約１４００℃の高温に加熱した還元炉にペレットを装入しても、装入した全ペレットのうちの崩壊するペレットの割合を１０％未満と僅かな割合とすることができ、９０％以上のペレットで形状を維持することができる。
【００４８】
ここで、ニッケル酸化鉱のペレットがヒートショックにより崩壊するメカニズムとしては、ペレットを約１４００℃程度の高温に加熱した還元炉に装入することにより、ペレットの温度が急激に上昇して、そのニッケル酸化鉱に含まれる結晶水の離脱が生じることによる。つまり、ペレットの温度が急激に上昇すると、結晶水が気化・膨張して水蒸気となって一気にペレット内を通過することにより、ペレットの崩壊が生じるものと考えられる。なお、結晶水とは、粒子に付着した水分子ではなく、ニッケル酸化鉱に特有の、結晶構造として取り込まれている水分をいう。
【００４９】
この点において、ニッケル酸化鉱の塊状物に対して３５０℃〜６００℃の温度に予熱処理を施してペレットを製造することによって、ペレットを構成するニッケル酸化鉱に含まれる結晶水を減少させることができる。すると、約１４００℃の還元炉に装入して急激に温度を上昇させた場合であっても、上述した結晶水の離脱によるペレットの崩壊を抑制することができる。また、予熱処理を施してペレットを製造し、その後、そのペレットを還元炉に装入して還元温度に到達させることにより、ペレットを構成するニッケル酸化鉱、炭素質還元剤、バインダー、及びフラックス成分等の粒子の熱膨張が２段階となってゆっくりと進むようになり、これにより、粒子の膨張差に起因するペレットの崩壊を抑制することができる。
【００５０】
塊状物に対する予熱温度としては、上述したように、３５０℃〜６００℃の範囲とする。ニッケル酸化鉱を塊状に形成した塊状物を３５０℃〜６００℃の温度に予熱処理することで、結晶水を有効に減少させ、また熱膨張をゆっくり進行させるようにすることができ、ペレットの崩壊の発生率を１０％未満の極僅かなものとすることができる。予熱処理の温度が３５０℃未満であると、ニッケル酸化鉱に含まれる結晶水の分離が不充分となり、結晶水の離脱によるペレットの崩壊を効果的に抑制することができない。一方で、予熱処理の温度が６００℃を超えると、その予熱処理によって粒子の急激な熱膨張を生じさせてしまい、同様に、ペレットの崩壊を効果的に抑制することができなくなる。
【００５１】
さらに、予熱温度としては、４００℃〜５５０℃の範囲とすることがより好ましい。ニッケル酸化鉱を含む塊状物を４００℃以上に予熱処理することで、粒子の急激な熱膨張を緩和する効果がより高まり、また予熱処理温度を５５０℃以下とすることで、結晶水の分離のために不必要な加熱をさけることができ、効率的に処理することができる。このように、ニッケル酸化鉱を含む塊状物を４００℃〜５５０℃に予熱処理することで、ペレットの崩壊は実質的に防止することができる。
【００５２】
上述したように、ペレットの温度が室温から１４００℃程度の還元温度まで急激に上昇することによるペレット崩壊には２通りの原因があり、１つは、ペレットを構成するニッケル酸化鉱に含まれる結晶水の急激な離脱であり、もう１つは、ペレットを構成する粒子の急激な熱膨張である。
【００５３】
結晶水の急激な離脱を抑制するためには、より具体的に３５０℃〜５５０℃の温度に予熱することが重要となる。これにより、ペレットが還元温度に上昇する前に、結晶水をゆっくりとあらかじめ離脱させておくことができ、結晶水の急激な離脱に起因するペレットの崩壊を防ぐことができる。
【００５４】
また、ペレットを構成する粒子の急激な膨張を抑制するためには、より具体的に４００℃〜６００℃の温度に予熱することが重要となる。これにより、予熱後の急激な温度上昇（還元温度への上昇）に対して耐えられる最低温度である４００℃から、予熱温度そのものの急激な温度上昇に対して耐えられる最高温度である６００℃までの温度で予熱することができ、粒子の膨張をゆるやかにすることができ、熱膨張に起因するペレットの崩壊を防ぐことができる。
【００５５】
したがって、上述した２通りの原因に基づくペレットの崩壊を、より効果的に抑制することが可能となる温度範囲である４００℃〜５５０℃を予熱温度として予熱処理することが最も好ましい。
【００５６】
予熱処理の処理時間としては、特に限定されずニッケル酸化鉱を含む塊状物の大きさに応じて適宜調整すればよいが、得られるペレットの大きさが１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度となる通常の大きさの塊状物であれば、１５分〜３０分程度の処理時間とすることができる。
【００５７】
さて、ニッケル酸化鉱の製錬方法においては、このようにして３５０℃〜６００℃の温度に予熱処理を行って得られたペレットを、その予熱処理の温度に保持した状態のままで、例えば１４００℃の還元温度に加熱した還元炉に装入して還元加熱処理を行うようにすることが重要となる。
【００５８】
上述したように、ペレットの崩壊の原因の一つとして、ペレットを構成する粒子の急激な熱膨張があり、予熱処理後に得られたペレットの温度を予熱処理温度より低下させてしまうと、そのペレットを還元炉に装入する段階で再び急激な温度上昇が起こり急激な熱膨張が生じてしまう。すると、予熱処理を行ってペレットを製造した場合であっても、その急激な熱膨張によりペレットの崩壊が生じ、形状を維持することができなくなる可能性がある。したがって、このような熱膨張の発生の観点から、予熱処理後に得られたペレットを、その予熱処理温度から低下させることなく、次工程の還元工程における還元炉に装入することが好ましい。
【００５９】
また、図３のフロー図に示すように、上述した予熱処理の前に、ニッケル酸化鉱を塊状に形成した塊状物を予備加熱することが好ましい（予備加熱処理工程Ｓ１３’）。
【００６０】
塊状物を構成するニッケル酸化鉱に含まれる付着水、すなわち乾燥処理後の塊状物は、例えば、７０重量％程度の固形分と３０重量％程度の水分とを含むものであり、効率的な造粒のために添加された水分と元々原料粉末に含まれていた付着水との合計は、上述した塊状物の予熱処理を行うことによって充分に蒸発除去することができる。ところが、その予熱処理に先立ってそれら付着水等の水分をあらかじめ除去しておくことにより、例えば、熱が不足して予熱処理自体が充分ではなくなるといった、付着水の除去に伴う予熱処理の効果の低下を抑制することができる。すなわち、予熱処理に先立って、形成した塊状物に対して予備加熱を行うことで、その後の予熱処理をより効果的に施すことが可能となり、結晶水を効果的に低減させてペレットの崩壊を抑制することができる。
【００６１】
予備加熱処理工程Ｓ１３’での予備加熱の温度としては、特に限定されず、形成した塊状物中の付着水全量を蒸発除去させることができればよく、塊状物の大きさに応じて適宜調整することができる。その中でも、例えば、得られるペレットの大きさが１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度となる通常の大きさの塊状物であれば、１００℃〜１７０℃の温度にその塊状物を予備加熱し、２時間以上に亘って保持することが好ましい。
【００６２】
予備加熱温度が１００℃未満であると、付着水の蒸発速度が遅くなるため、予備加熱の保持時間が長くなる。一方で、予備加熱時間が１７０℃を超えると、付着水除去の効果の上積みが少なくなる。また、予備加熱の保持時間が２時間未満であると、付着水のほぼ全量を蒸発させることができない可能性がある。したがって、ニッケル酸化鉱を含む塊状物を１００℃〜１７０℃の温度に２時間以上に亘り保持して予備加熱することにより、含まれる付着水のほぼ全量をより効果的に除去することができる。
【００６３】
なお、予備加熱については、上述したように、ニッケル酸化鉱に含まれる付着水の除去が目的であるため、予熱処理後のようにその温度を保持したまま引き続き次工程に装入する必要はなく、予備加熱後に水分が増加しない条件であれば温度が低下してもよい。
【実施例】
【００６４】
以下、実施例及び比較例を示して本発明を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。
【００６５】
［実施例１］
原料鉱石としてのニッケル酸化鉱と、鉄鉱石と、炭素質還元剤である石炭と、フラックス成分である珪砂及び石灰石と、バインダーとを混合して混合物を得た。次に、得られた原料粉末の混合物に適宜水分を添加して手で捏ねることによって塊状物に形成した。そして、得られた塊状物の固形分が７０重量％程度、水分が３０重量％程度となるように、３００℃〜４００℃の熱風を塊状物に吹き付けて乾燥処理を施した。下記表３に、乾燥処理後の塊状物の固形分組成を示す。
【００６６】
【表３】
0005858101.tif 000004
【００６７】
次に、乾燥処理後の塊状物に対して予熱処理を行い、ペレットを製造した。具体的には、塊状物を３５０℃に３０分保持する予熱処理を行い、ペレットを得た。その後、得られたペレットを３５０℃の温度で保持したまま、還元温度を１４００℃に設定した製錬炉（還元炉）に装入して還元加熱を行った。
【００６８】
ペレット１００個を還元炉に装入し、３分後（シェルの熔解が進まず、ペレットの形が維持されている範囲の時間）の状態を観察して、崩壊したペレットの個数を数え、ペレットが崩壊した割合（崩壊個数／装入個数）としての百分率を算出した。
【００６９】
その結果、実施例１では、崩壊したペレットの割合はわずか８％であった。
【００７０】
［実施例２］
塊状物を６００℃に３０分保持する予熱処理を行ってペレットを製造したこと以外は、実施例１と同様にして得られたペレットを還元加熱した。
【００７１】
その結果、実施例２では、崩壊したペレットの割合はわずか９％であった。
【００７２】
［実施例３］
塊状物を４００℃に３０分保持する予熱処理を行ってペレットを製造したこと以外は、実施例１と同様にして得られたペレットを還元加熱した。
【００７３】
その結果、実施例３では、崩壊したペレットの割合は０％であり全く崩壊しなかった。
【００７４】
［実施例４］
塊状物を４５０℃に３０分保持する予熱処理を行ってペレットを製造したこと以外は、実施例１と同様にして得られたペレットを還元加熱した。
【００７５】
その結果、実施例４では、崩壊したペレットの割合は０％であり全く崩壊しなかった。
【００７６】
［実施例５］
塊状物を５５０℃に３０分保持する予熱処理を行ってペレットを製造したこと以外は、実施例１と同様にして得られたペレットを還元加熱した。
【００７７】
その結果、実施例５では、崩壊したペレットの割合は０％であり全く崩壊しなかった。
【００７８】
［比較例１］
塊状物を３００℃に３０分保持する予熱処理を行ってペレットを製造したこと以外は、実施例１と同様にして得られたペレットを還元加熱した。
【００７９】
その結果、比較例１では、崩壊したペレットの割合は５０％にもなり、商業的なニッケル酸化鉱の製錬操業は困難であった。
【００８０】
［比較例２］
塊状物を６５０℃に３０分保持する予熱処理を行ってペレットを製造したこと以外は、実施例１と同様にして得られたペレットを還元加熱した。
【００８１】
その結果、比較例２では、崩壊したペレットの割合は５５％にもなり、商業的なニッケル酸化鉱の製錬操業は困難であった。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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