[发明专利]由低品位氧化镍矿石制造镍铁熔炼原料的方法

说明书

技术领域

本发明可以用于将由低品位（品级；grade）氧化镍矿石获得的镍硫化物用作镍铁熔炼原料的领域。

背景技术

用作不锈钢等的原料的镍和铁的合金：镍铁合金是多由如下干式熔炼方法来制造：将红土矿及硅镁镍矿等氧化镍矿石投入回转窑干燥，接着与焦炭等还原剂共同投入电炉等熔融炉中并在650℃左右的温度进行还原熔融。此时，一部分的氧化矿石在窑内干燥，不经过还原溶融而作为坯块状的镍·铁混合氧化物，直接成为产品。

近年来，一直用作原料的镍品位大约为2%以上的高品位硅镁镍矿等氧化镍矿石趋于枯竭，对镍品位为1～2%左右或其以下的红土矿等低品位氧化镍矿石进行处理的需要不断高涨。但是，在矿石中的镍品位低的情况下，制造相同量的镍铁需要处理更大量的矿石，设备规模也随之增大。其结果，产生了生产相关投资及生产相关工时增加等不良影响。

还有，通常氧化镍矿石中多含有大量水分，也存在使用回转窑进行干燥时候所需的燃料增加，成本增加的问题。因此，一直在探讨对低品位氧化镍矿石的镍进行浓缩并改质形成高镍品位原料，通过使用该浓缩原料来抑制成本。

例如，有如专利文献1中所示的称为HPAL法的方法。

专利文献1的方法通过在基于从氧化镍矿石回收镍的高温加压浸出的湿式熔炼方法中，简化浸出工序和固液分离工序，减少中和工序中的中和剂消费量及沉淀物量并利用高效的水循环使用法等，提供整体工艺简单且高效的熔炼方法。

具体而言，其特征在于包含，浸出工序：在矿石浆料中添加硫酸，在220～280℃的温度下进行搅拌处理，从而形成浸出浆料；固液分离工序:对该浸出浆料进行多级清洗，得到包含镍及钴的浸出液和浸出残渣；中和工序：一边抑制得到的浸出液的氧化一边添加碳酸钙使pH为4以下，形成包含三价铁的中和沉淀物浆料和镍回收用母液；及硫化工序：在该母液中吹入硫化氢气体，形成包含镍及钴的硫化物和贫液。

即，在该方法中，将氧化镍矿石与硫酸溶液混合制成浆料，在高压釜等高压容器中加热该浆料，将矿石中含有的镍及钴浸出到硫酸溶液中。接着，使用浓缩器及压滤机等将浆料分离成为浸出液和浸出残渣。通过pH调整从该得到的浸出液中分离出杂质并加入硫化剂，得到镍和钴的混合硫化物。

将该得到的混合硫化物运至现有的湿式冶炼厂，使用氯气或硫酸等浸出，通过溶剂萃取工序将钴和镍分离，利用电解选取等方法回收作为高纯度的镍金属及钴金属。

该专利文献1的方法与一直所使用的一般的氧化镍矿石熔炼方法即干式熔炼法不同，其具有不包含还原工序、干燥工序等干式工序，能量消费少，因此在成本方面具有有利的特征。

另外，氧化镍矿石中含有的除镍以外的钴、铁、铝、锰、锌、铬、镁及硅等多种杂质大多通过硫酸与镍一同从矿石中浸出，因此通过有效的手段对其进行分离回收成为熔炼工艺上的重要课题，通过中和工序或硫化工序可以有效地与镍分离，能够得到杂质少的镍硫化物及钴硫化物。例如，镍品位为1～2质量%左右的低品位氧化镍矿石的熔炼方法被看做有力的技术。

但是，在对上述氧化矿进行处理的熔炼厂中对专利文献1中得到的硫化物进行处理，所含有的硫被氧化，产生大量的硫氧化物(SO_x)气体。因此，存在需要重新设置与硫氧化物相对应的排气处理设备，从而需要更多设备投资的问题。

这样从镍硫化物中熔炼镍铁并非容易。

进而，在专利文献2中，公开有由如下工序构成的方法：在前工序的氧化镍矿石中添加硫酸进行浸出时，以矿石中含有的铁作为铁矾而形成浸出残渣并固定，得到包含镍及钴的浸出液的工序；在该得到的浸出液中添加中和剂，除去铁及铝的工序；通过以单硫代次膦酸化合物为萃取剂的溶剂萃取对得到的中和液进行处理从而萃取钴，得到包含镍的萃取残液和包含钴的反萃取液的工序；及分别用碱对得到的包含镍的萃取残液和包含钴的反萃取液进行中和，得到氢氧化物的工序。

在后面的工序中使用碱液对得到的氢氧化镍进行清洗，由此除去所包含的硫和氯，然后通过现有的包含烧成及还原熔解工序的工艺制造镍铁。

但是，在使用专利文献2中所示方法的情况下，得到的氢氧化镍中由于卷入有浸出液中所含有的硫酸而多少含有硫的情况较多。在不除去该硫而直接进行烧成及还原熔解处理从而制造氧化镍的情况下，与上述专利文献1中的情况相同，存在产生硫氧化物的课题。

仅通过水洗难以除去该氢氧化镍的结晶水中附带的硫，作为该结晶水中附带的硫的除去手段，在专利文献2中公开有在230℃左右以上的温度下焙烧氢氧化镍，从而将氢氧化镍及结晶水制成硫和无水氧化镍的方法。