[发明专利]制铁用赤铁矿的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及制铁用赤铁矿的制造方法。

详细而言，涉及将由镍氧化矿石的采用高温酸浸出(HPAL)法的湿式精炼设备的最终中和工序得到的尾矿浆料分离，回收制铁用赤铁矿的技术。

背景技术

镍作为不锈钢的原料被广泛使用，但随着作为其原料的硫化矿石的资源枯竭趋势，正在开发精制低品位的酸化矿石的技术并实用化。

具体而言，将褐铁矿、腐泥土等镍氧化矿石与硫酸溶液一同放入高压釜等加压装置中，在240～300℃左右的高温高压下浸出镍，这种被称作高温加压酸浸出(HighPressureAcidLeach、以下记为HPAL。)工艺的制造工艺正在实用化。图3表示其制造工序的概略流程图。

对该HPAL工艺中的硫酸溶液中浸出的镍添加中和剂，中和剩余的酸，接着进行固液分离，分离为浸出残渣。

之后，镍经分离杂质的工序，作为氢氧化物、硫化物等形式的中间原料回收，通过进一步精制该中间原料，以镍金属、镍氯化物等形式而得到。

此外，在中和该剩余的酸的工序中，浸出物被调整为适于固液分离的pH，在下一工序的固液分离工序中，通过被称作CCD(CounterCurrentDecantation)的设备进行固体成分的浓缩及固液分离。通常，CCD中使用连续的多段浓缩机。

由该CCD得到的液体成分(以下有时称作溢流。)为了调整为适于硫化工序的pH而转到中和工序。在此调整pH，将所产生的微细的固体物沉淀除去后，例如供给于硫化处理，生成镍硫化物这样的中间原料。

这样的HPAL工艺中，例如在氧化镍矿的情况下，即使是回收目标的有价值的金属为1～2重量％以下的低品位矿石(以下以％表述重量％。)，也几乎能够完全浸出镍。即，可将目标金属浓缩至与现有原料同程度，通过与现有原料大致相同的精制方法及工序得到目标金属。另外，该HPAL工艺不仅适用于镍氧化矿，还适用于镍硫化矿、硫化铜矿石、氧化铜矿石等其它原料。

而且，通过HPAL工艺得到的浸出残渣的主要成分为氧化铁，浸出残渣固体成分中的铁分大致为40～50％左右，另外，浸出残渣的生产量相对于中间原料的生产量为大致50倍～100倍。这是因为，在原料镍氧化矿石、硫化矿石中含有远超镍含量的量的铁。

该浸出残渣由于以高温生成，所以为在科学上、环境上稳定的氧化物的状态，但现状是没有特别的利用价值，要在残渣堆置场堆积保管。

因此，需要用于堆积保管伴随HPAL工艺的操作而产生的、庞大量的浸出残渣的巨大的残渣堆置场。

此外，氧化铁在铁矿石中大量含有，铁矿石被广泛利用于精钢的原料。

钢铁精炼中，将含有氧化铁的铁矿石与焦炭等还原剂一同装入高炉中，通过加热而还原熔融，形成粗钢。将该粗钢在转炉中进行精炼，制造作为目标的钢。

一般而言，作为其原料的铁矿石是有限的资源，而且，维持钢品质所需的优质的铁矿石的获得越来越难。因此，正在进行将浸出残渣作为铁矿石使用的研究。

但是，根据以下的理由，难以将HPAL工艺的浸出残渣直接用于制铁原料用。

HPAL工艺的浸出残渣中，除氧化铁以外，还含有脉石、杂质，特别是含有硫，因此，不适于现有的制铁工艺所使用的原料。具体而言，是因为硫的品位高。

特别是，可以用于制铁原料的氧化铁中的硫品位虽然因各制铁厂的设备能力、生产量等而不同，但认为通常需要抑制在低于1％。

但是，浸出残渣固体成分中含有5～8％左右的硫，该浸出残渣中的硫的来源的大部分是HPAL工艺中混入的硫酸钙(所谓的石膏)。

该石膏是在将通过高压酸浸出而得到的浸出浆料中残留的游离硫酸(游离硫酸是指在HPAL工艺中为了进行充分的浸出而过剩地加入的硫酸中因未反应而残留的酸。)中和时，通过添加通常使用的廉价的钙系的中和剂、例如石灰石、消石灰，通过中和剂中所含的钙和游离硫酸反应而生成，混入于浸出残渣中。

此外，浸出残渣固体成分中所含的硫的一部分(1％左右)被取入生成的赤铁矿的粒子中。

在该时刻得到的镍浸出后的残渣中的固体成分包含1μm直径左右的以赤铁矿为主的粒子，固体成分中的铁品位大致为30～40％，硫品位大致为5～8％。此外，在该时刻得到的浸出残渣的水分率为60％。

为了将该浸出残渣作为制铁用的赤铁矿使用，需要使浸出残渣固体成分中的铁品位为50％以上，使硫品位为1％以下。