[发明专利]氧化物矿石的冶炼方法

说明书

本发明的目的是提供一种能够高效地制造高品质金属的氧化物矿石的冶炼方法。例如，本发明是一种通过将镍氧化物矿石等氧化物矿石与碳质还原剂的混合物进行还原，来制造作为还原产物的镍铁等金属的冶炼方法，其中包括还原工序，该还原工序将混合物装入还原炉中，通过使用燃烧器加热该混合物来还原氧化物矿石，从而获得熔融状态的金属和炉渣。在还原工序中，将通过还原氧化物矿石而生成的熔融状态的金属和炉渣进行比重分离。在此，在还原工序中，优选以使还原炉内获得的金属和炉渣的温度分别成为1300℃以上且1700℃以下的范围的方式加热混合物。

技术领域

本发明涉及一种氧化物矿石的干式冶炼方法，更详细而言，例如，涉及一种将镍氧化物矿石等氧化物矿石作为原料，并使用碳质还原剂来还原从而制造作为还原产物的金属的冶炼方法。

背景技术

作为一种氧化物矿石的被称作褐铁矿或腐泥土的镍氧化物矿石的冶炼方法，已知使用熔炼炉制造镍锍的干式冶炼方法、使用回转窑或移动型炉床炉制造铁与镍的合金即镍铁(Ferronickel)的干式冶炼方法、使用高压釜在高温高压条件下进行酸浸出来制造混合存在有镍、钴的混合硫化物(mixed sulfide)的湿式冶炼方法等。

在上述各种方法中，尤其在使用干式冶炼法还原镍氧化物矿石并进行冶炼的情况下，为了使反应进行，作为前处理进行将作为原料的镍氧化物矿石破碎至适当尺寸等进行块状物化的处理。

具体而言，使镍氧化物矿石块状物化，即，在使粉状、微粒状的矿石成为块状时，将该镍氧化物矿石与除此之外的成分，例如粘合剂、焦炭等还原剂混合成混合物，进而，在进行了水分调节等后，装入块状物制造机，通常制成例如一边或直径为10mm～30mm左右的块状物(指颗粒、团块等。以下，简称为“颗粒”)。

在块状物化而获得的颗粒中，为了使含有的水分“飞散”，需要某种程度的通气性。此外，如果在此后的还原处理中，在颗粒内无法均匀地进行还原，那么获得的还原产物的组成变得不均匀，从而产生金属分散或存在不均匀等缺点。因此，在制作颗粒时均匀地混合混合物，或在还原获得的颗粒时尽可能保持均匀的温度是重要的。

除此之外，将通过还原处理生成的金属(镍铁)进行粗大化也是非常重要的技术。例如，在生成的镍铁为几十μm～几百μm以下的细小尺寸的情况下，难以与同时生成的炉渣分离，作为镍铁的回收率(收率)大幅降低。因此，需要对还原后的镍铁进行粗大化处理。

例如，在专利文献1中公开了一种技术，该技术的目的在于，提出在加热含金属氧化物和碳质还原剂的成块物，来使成块物中包含的金属氧化物还原熔融从而制造粒状金属时，进一步提高粒状金属的生产率。具体而言，公开了一种粒状金属的制造方法，将含金属氧化物和碳质还原剂的成块物，向移动床型还原熔融炉的炉床上供给并进行加热，在将金属氧化物还原熔融后，将获得的粒状金属冷却后排出到炉外并回收的粒状金属，所述粒状金属的制造方法的特征在于，在所述加热中，使对成块物中的氧化铁进行固体还原的炉的前半区域的炉内温度为1300～1450℃，使对成块物中的还原铁进行渗碳、熔融、凝集的炉的后半区域的炉内温度为1400～1550℃，并且，将在炉床上铺满的成块物在炉床上的投影面积比，相对于在炉床上铺满的成块物之间的距离为0时的成块物在炉床上的最大投影面积比的相对值作为铺设密度，此时，在使炉床上的成块物的铺设密度为0.5以上且0.8以下并进行加热时，向炉床上供给平均直径为19.5mm以上且32mm以下的成块物。

另外，在专利文献1中，示出通过一并控制成块物的铺设密度和平均直径，能够提高粒状金属铁的生产率。

然而，专利文献1所记载的技术，终归是关于成块物的外面侧的反应的技术，但毋庸置疑，还原反应中最重要的要素，是发生还原反应的成块物内的状态。即，认为通过控制成块物内部的还原反应，能够实现反应效率、均匀的还原反应，其结果是能够制造高品质的金属。