本發(fā)明涉及包含鎳的氧化礦石(含鎳氧化礦石)的冶煉方法。

背景技術(shù)：

1、為了解決氣候變化問題，2015年的cop21上采納了《巴黎協(xié)定》，由此為了將全球平均氣溫保持比工業(yè)革命前的全球平均氣溫高2℃以內(nèi)，各國謀求最大限度的努力。在2021年，在ipcc(international?panel?on?climate?change：政府間氣候變化專門委員會(huì))的第六次報(bào)告書中寫明，“毫無疑問，人類的影響已經(jīng)使大氣、海洋和陸地變暖”，隨后在cop26上達(dá)成一致“決意追求將全球的平均氣溫的上升與工業(yè)革命前的全球平均氣溫相比抑制在+1.5℃的努力”。

2、在這些國際趨勢(shì)下，日本政府在2016年將“2030年溫室氣體排放量比1990年度削減26％，2050年削減80％”設(shè)定為目標(biāo)，進(jìn)一步重新提出了目標(biāo)，即在2020年提出“2050年排放量實(shí)質(zhì)零”，在2021年提出“2030年度比2013年度削減46％”，在日本國內(nèi)削減溫室氣體排放量的行動(dòng)也在加速。

3、在非鐵冶煉業(yè)中，也要求按照目標(biāo)值削減排放量以及2050年的向碳中和工藝的轉(zhuǎn)換，正在進(jìn)行低能源或化石燃料使用量少的新工藝的開發(fā)。

4、例如，在鎳鐵冶煉業(yè)中，目前埃肯(elkem)法成為主流。埃肯法是將包含氧化鎳的腐泥土礦石在回轉(zhuǎn)窯方式的干燥機(jī)中進(jìn)行預(yù)干燥，進(jìn)一步在回轉(zhuǎn)窯中逐漸升溫的同時(shí)脫水至結(jié)晶水后，將在礦石中以三價(jià)存在的鐵還原至二價(jià)，然后在電爐中將幾乎全部量的鎳和一部分鐵還原為金屬而作為合金得到的工藝。然而，在埃肯法中，在用干燥機(jī)預(yù)干燥的工序以及用回轉(zhuǎn)窯還原的工序中，使用細(xì)炭末或重油等化石燃料的燃燒器，并且還使用煤炭作為還原劑和熱源，因此伴隨大量的co2產(chǎn)生。需要說明的是，co2產(chǎn)生量大約示出22.4tco2/tni。

5、作為這種co2產(chǎn)生量的減少策略，考慮的是基于氫的還原。已知單獨(dú)的鎳氧化物容易被氫還原成金屬。然而，在稱為腐泥土礦或褐鐵礦的含鎳氧化礦石中的鎳的氫還原中，還原度為10％～70％左右，大幅低于埃肯法的95％以上的值。這是因?yàn)殒噺V泛分散在橄欖石(olivine)相((mg，fe)2sio4)和鎂方鐵礦(magnesiowustite)相((mg，fe)o)中，并且活性低。因此，只是單純地用氫還原使鎳回收率低，并且在工業(yè)上不成立。

6、作為氫還原時(shí)的鎳回收率的提高策略，提出鈉化合物添加法。然而，存在該化合物的添加量巨大且藥劑成本過高而在工業(yè)上不成立的問題。

7、專利文獻(xiàn)1中公開了還原鐵的制造方法，其中通過還原裝入到豎爐中的氧化鐵來制造還原鐵。具體而言，公開了通過將包含含有90體積％以上氫氣的還原氣體和氮?dú)馇冶患訜岬幕旌蠚怏w吹入豎爐來還原氧化鐵的方法。然而，如上所述，在鎳的氫還原中還原度為10％～70％左右，大幅低于作為以往方法的埃肯法的95％以上。在含鎳氧化礦石的冶煉中，將氫還原法適用于co2產(chǎn)生量削減具有困難性，要求開發(fā)即使適用氫還原法鎳回收率也高、成本在工業(yè)上相稱的方法。

8、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

9、專利文獻(xiàn)

10、專利文獻(xiàn)1：國際公開公報(bào)2021/230307號(hào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的課題

2、本發(fā)明是鑒于這種實(shí)際情況提出的，目的在于提供一種co2產(chǎn)生量減少且鎳回收率高的含鎳氧化礦石的冶煉方法。

3、用于解決課題的手段

4、本發(fā)明人為了解決上述的課題而重復(fù)了專心研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過對(duì)含鎳氧化礦石進(jìn)行氫還原處理，然后對(duì)得到的還原物進(jìn)行熔融處理，從而能夠提高鎳的還原率，進(jìn)而完成了本發(fā)明。

5、(1)本發(fā)明的第一發(fā)明是含鎳氧化礦石的冶煉方法，其包括：氫還原工序，向包含所述含鎳氧化礦石的原料供給包含作為還原劑的氫的氣體的同時(shí)進(jìn)行還原處理；熔融工序，對(duì)通過所述還原處理得到的還原物進(jìn)行熔融處理；以及回收工序，從通過所述熔融處理得到的熔融物分離爐渣，回收包含鎳的金屬。

6、(2)本發(fā)明的第二發(fā)明是含鎳氧化礦石的冶煉方法，在第一發(fā)明中，所述含鎳氧化礦石中鐵品位是5質(zhì)量％以上且30質(zhì)量％以下。

7、(3)本發(fā)明的第三發(fā)明是含鎳氧化礦石的冶煉方法，在第一發(fā)明中，進(jìn)一步包括熱處理工序，將包含所述含鎳氧化礦石的原料在300℃以上且1200℃以下的溫度進(jìn)行熱處理，將通過所述熱處理得到的熱處理物即含鎳氧化礦石提供到所述氫還原工序中的還原處理。

8、(4)本發(fā)明的第四發(fā)明是含鎳氧化礦石的冶煉方法，在第一發(fā)明中，進(jìn)一步包括顆粒化工序，將包含含鎳氧化礦石的原料顆粒化，將顆粒化的原料提供到所述氫還原工序中的還原處理。

9、(5)本發(fā)明的第五發(fā)明是含鎳氧化礦石的冶煉方法，在第四發(fā)明中，所述顆粒的直徑是5mm以上且50mm以下。

10、(6)本發(fā)明的第六發(fā)明是含鎳氧化礦石的冶煉方法，在第四發(fā)明中，進(jìn)一步包括熱處理工序，將在所述顆粒化工序中顆粒化的原料在300℃以上且1200℃以下的溫度進(jìn)行熱處理，將通過所述熱處理得到的熱處理物即顆粒提供到所述氫還原工序中的還原處理。

11、(7)本發(fā)明的第七發(fā)明是含鎳氧化礦石的冶煉方法，在第一發(fā)明中，在所述氫還原工序中，將包含作為還原劑的氫的氣體從下方供給到所述原料的同時(shí)進(jìn)行還原處理。

12、(8)本發(fā)明的第八發(fā)明是含鎳氧化礦石的冶煉方法，在第七發(fā)明中，在所述氫還原工序中，從上方向下方供給所述原料。

13、(9)本發(fā)明的第九發(fā)明是含鎳氧化礦石的冶煉方法，在第一發(fā)明中，在所述熔融工序中的熔融處理時(shí)的包含所述還原物的熔融處理物中的mgo/sio2質(zhì)量比是0.5以上且0.7以下。

14、發(fā)明的效果

15、根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種co2產(chǎn)生量減少且鎳回收率高的含鎳氧化礦石的冶煉方法。

16、附圖的簡單說明

17、圖1是示出含鎳氧化礦石的冶煉方法的流程的一例的工序圖。

18、圖2是實(shí)施例1中使用的試驗(yàn)裝置的示意圖。

19、圖3是實(shí)施例1中回收的試樣的照片圖。

20、圖4是實(shí)施例2中使用的試驗(yàn)裝置的示意圖。

21、圖5是實(shí)施例2中回收的試樣的照片圖。

技術(shù)特征：

1.一種含鎳氧化礦石的冶煉方法，其中，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鎳氧化礦石的冶煉方法，其中，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鎳氧化礦石的冶煉方法，其中，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鎳氧化礦石的冶煉方法，其中，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含鎳氧化礦石的冶煉方法，其中，

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含鎳氧化礦石的冶煉方法，其中，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鎳氧化礦石的冶煉方法，其中，

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含鎳氧化礦石的冶煉方法，其中，

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鎳氧化礦石的冶煉方法，其中，

技術(shù)總結(jié)
提供CO<subgt;2</subgt;產(chǎn)生量減少且鎳回收率較高的含鎳氧化礦石的冶煉方法。本發(fā)明是含鎳氧化礦石的冶煉方法，其包括：氫還原工序(S3)，向包含含鎳氧化礦石的原料供給作為還原劑的氫的同時(shí)進(jìn)行還原處理；熔融工序(S4)，對(duì)通過還原處理得到的還原物進(jìn)行熔融處理；以及回收工序(S5)，從通過熔融處理得到的熔融物分離爐渣，回收包含鎳的金屬。此外，優(yōu)選為進(jìn)一步包括將包含含鎳氧化礦石的原料顆粒化的顆粒化工序，將顆粒化的原料提供到氫還原工序中的還原處理。

技術(shù)研發(fā)人員：山下雄,高橋純一
受保護(hù)的技術(shù)使用者：住友金屬礦山株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/3/10