制鐵用赤鐵礦的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種由作為可廉價且穩(wěn)定獲得的原料的通過HPAL工藝生產(chǎn)的含有氧化鐵的浸出殘渣中精制出可用于制鐵原料的程度的硫成分低的氧化鐵(赤鐵礦)的制造方法。該方法是向氧化鎳礦中添加氧化劑和硫酸、浸出鎳的工藝中的制鐵用(高純度)赤鐵礦的制造方法，其特征在于，將浸出鎳之后得到的浸出殘渣加熱處理到600℃以上，優(yōu)選加熱處理到800℃以上、1400℃以下。
【專利說明】制鐵用赤鐵礦的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及將通過氧化鎳礦的濕式精煉得到的浸出殘渣精制成可用于制鐵原料 的含硫量少的赤鐵礦的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在鋼鐵冶煉中采用如下方法：將含有氧化鐵的鐵礦石與焦炭等還原劑一起裝入高 爐中加熱、還原熔融，得到粗鋼，并在轉(zhuǎn)爐中精煉該粗鋼，得到目標(biāo)鋼。
[0003] 作為其原料的氧化鐵是有限的資源，而且，維持鋼的品質(zhì)所需的優(yōu)質(zhì)的鐵礦石的 獲得逐漸變得困難。
[0004] 另一方面，關(guān)于作為不銹鋼原料的鎳，隨著以往一直使用的硫化礦石的資源枯竭 傾向，開發(fā)了以低品位的氧化礦石為原料的冶煉技術(shù)，逐漸實用化。
[0005] 具體而言，將褐鐵礦和/或腐泥土等氧化鎳礦石與硫酸一起放入高壓釜等加壓裝 置中，在240?260°C左右的高溫高壓下浸出鎳。
[0006] 對在該硫酸溶液中浸出的鎳，添加中和劑來中和剩余的酸，接著進行固液分離而 與浸出殘渣分離，然后分離雜質(zhì)，并作為氫氧化物和/或硫化物等形式的中間原料回收，進 一步精制該中間原料，作為鎳金屬和/或鎳的氯化物等形式來利用。
[0007] 在這種被稱為高溫高壓酸浸出（HPAL :High Pressure Acid Leach)的制造工藝 中，即使作為回收目標(biāo)的有價金屬是1?2重量％以下的低品位礦石（以下，關(guān)于品位，用 " ％ "表示），也能基本完全地浸出鎳。另外，HPAL工藝的特征在于，通過由浸出液制造中 間原料而將有價金屬濃縮至與以往的原料相同的品位，且可用與以往大致相同的工序來精 制。
[0008] 另外，該HPAL工藝不僅適用于氧化鎳礦，而且還可適用于硫化鎳礦石和/或硫化 銅礦石、氧化銅礦石等多種礦石。
[0009] 進而，通過HPAL工藝得到的浸出殘渣的主要成分是赤鐵礦等形式的氧化鐵，它們 是由于在作為原料的鎳和/或銅的氧化或硫化礦石中均含有遠遠超過鎳和/或銅的含量的 量的鐵而副產(chǎn)的副產(chǎn)物。
[0010] 這些浸出殘渣由于在高溫下生成，因此是化學(xué)和環(huán)境上穩(wěn)定的氧化物的形態(tài)，但 沒有特別的利用價值，一直以來都是在殘渣拋棄場所進行廢棄。因此，如何確保伴隨冶煉產(chǎn) 生的大量浸出殘渣的拋棄場所，成為重大的課題。
[0011] 而且，HPAL工藝的浸出殘渣不能直接用于上述制鐵原料。其原因是，在HPAL工藝 的浸出殘渣中，除了氧化鐵以外，還含有脈石和/或雜質(zhì)，特別是含有硫，需要進行廢氣處 理等，因而不適用于一直以來的一般的制鐵工藝中所使用的原料。
[0012] 特別是可用于制鐵原料的氧化鐵中的硫的品位根據(jù)各個制鐵廠的設(shè)備能力、生產(chǎn) 量等的不同而不同，但一般需要抑制在1%以下。
[0013] 該硫幾乎不含有在最初的氧化鎳礦中。然而，在浸出殘渣中含有1?3%左右的硫 是因為，為中和殘留在浸出楽料中的游離硫酸而使硫酸與作為中和劑添加的石灰石和/或 消石灰反應(yīng)而生成的硫酸鈣（石膏）引起的。
[0014] 因此認為，作為添加的中和劑，不使用石灰石或消石灰那樣的在中和后形成難溶 性沉淀物的添加劑，而采用生成溶解性鹽的添加劑即可。
[0015] 例如,作為適于這種用途的中和劑，可舉出：氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氧化 鎂等。
[0016] 但是，這些中和劑的價格高，或生產(chǎn)量受到限制，在如HPAL工藝那樣需要大量中 和劑的情況下，工業(yè)上難以全量供應(yīng)。
[0017] 因此，不得不全量或部分地使用上述那樣的在中和后形成難溶性沉淀物的鈣類中 和劑，因而不能避免硫的混入，因此，不能將在HPAL工藝中生成的浸出殘渣加工成赤鐵礦 而將其用作制鐵原料。
[0018] 另一方面，還已知有使用高壓釜等加壓裝置，分離出黃鉀鐵礬中的硫的方法。
[0019] 例如，專利文獻1中公開了如下方法，其特征在于，在至少lOOOkPa的氧分壓和 130?170°C下將含有黃鉀鐵礬的殘留物和含有硫化鋅的物質(zhì)與40?100g/l的游離硫酸 一起在高壓釜內(nèi)攪拌，基本上溶解含殘留物和硫化鋅的濃縮物中的鐵成分和鋅成分，將溶 液導(dǎo)入用于電解鋅的浸出循環(huán)通路中，從而以赤鐵礦的形式沉淀鐵，從上述固體物質(zhì)中分 離硫，殘留物供于其它用途。
[0020] 然而，該方法需要高壓釜那樣的高價設(shè)備，因而設(shè)備成本增大，且在生產(chǎn)力方面也 存在課題。
[0021] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0022] 專利文獻
[0023] 專利文獻1 :日本特開平3-176081號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0024] 發(fā)明要解決的課題
[0025] 本發(fā)明提供一種由通過HPAL工藝生產(chǎn)的含有氧化鐵的浸出殘渣精制出可用于制 鐵原料的程度的硫含量低的赤鐵礦的制造方法。
[0026] 解決課題的手段
[0027] 用于解決上述課題的本發(fā)明的第一發(fā)明是一種制鐵用（高純度）赤鐵礦的制造方 法，其是向氧化鎳礦中添加氧化劑和硫酸、浸出鎳的工藝中的制鐵用（高純度）赤鐵礦的制 造方法，其特征在于，將浸出該鎳之后得到的浸出殘渣加熱處理到600°C以上。
[0028] 本發(fā)明的第二發(fā)明是一種制鐵用（高純度）赤鐵礦的制造方法，其是向氧化鎳礦 中添加氧化劑和硫酸、浸出鎳的工藝中的制鐵用（高純度）赤鐵礦的制造方法，其特征在 于，將浸出該鎳之后得到的浸出殘渣加熱處理到800°C以上、1400°C以下。
[0029] 發(fā)明效果
[0030] 根據(jù)本發(fā)明，實現(xiàn)以下所示的工業(yè)上顯著的效果。
[0031] (1)可以容易地得到可用于制鐵原料的低硫品位的赤鐵礦。
[0032] (2)由于使用可廉價且穩(wěn)定地獲得的原料，因此，可低廉地得到低硫品位的赤鐵 礦。
[0033] (3)由于在精煉過程中排出的浸出殘渣等廢棄物可適用于制鐵原料，因此，可大幅 降低被廢棄的浸出殘渣的量，可實現(xiàn)環(huán)境風(fēng)險的降低、廢棄成本的減少、且浸出殘渣拋棄場 所的建設(shè)成本的降低等制造成本的削減。
[0034] (4)在生產(chǎn)低硫品位的赤鐵礦時，不需要特別的設(shè)備，其制造工藝的構(gòu)筑容易。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035] 圖1是表示高壓硫酸浸出含有有價金屬和鐵的礦物并回收有價金屬的回收工藝 的流程和伴隨回收工藝的低硫品位的赤鐵礦的精制工藝的流程的圖。
[0036] 圖2是表示加熱溫度和浸出殘渣中的硫品位的關(guān)系的圖。

【具體實施方式】
[0037] 在本發(fā)明中，加熱在高壓硫酸浸出氧化鎳礦石等含有有價金屬和鐵的礦物時得到 的浸出殘渣，分離硫，制造硫品位低的可用于制鐵原料的高純度的赤鐵礦。
[0038] 圖1表示高壓硫酸浸出氧化鎳礦石等含有有價金屬和鐵的礦物并回收有價金屬 的回收工藝的流程和由伴隨該工藝得到的浸出殘渣制造低硫品位的赤鐵礦的本發(fā)明制造 方法的精制工藝的流程。
[0039] 予以說明，白色箭頭表示有價金屬的回收工藝的流程，黑色箭頭表示本發(fā)明的赤 鐵礦的精制工藝的流程。
[0040] [赤鐵礦的精制工藝]
[0041] 作為本工藝的起始原料的浸出殘渣，如圖1所示，是對高壓硫酸浸出時得到的浸 出液進行中和處理而生成的浸出漿料進行固液分離時作為沉淀物而得到的殘渣，以含有中 和處理時投入的中和劑和剩余酸的反應(yīng)生成物的狀態(tài)形成。因此，為了中和殘留在浸出漿 料中的游離硫酸，通過使作為中和劑添加的石灰石或消石灰與硫酸反應(yīng)，而含有數(shù)％的來 自生成的硫酸鈣（石膏）的硫。
[0042] [浸出殘渣的加熱]
[0043] 因此，作為從這種含有數(shù)％的硫的浸出殘渣中分離硫成分的方法，對浸出殘渣賦 予一定條件的加熱處理。即，如圖1所示，焙燒浸出殘渣，蒸發(fā)硫成分，精制低硫品位的制鐵 用氧化鐵（赤鐵礦）。
[0044] 圖2表示加熱溫度和浸出殘渣中的硫品位的關(guān)系。
[0045] 為了使浸出殘渣中的硫品位低于1%，加熱浸出殘渣的溫度為600°C以上，優(yōu)選為 800°C以上的溫度，這是有效的。進而，當(dāng)超過800°C時，硫品位急劇下降，更優(yōu)選。當(dāng)達到 1300°C時，可降低至0. 1%以下，進一步優(yōu)選，但即使超過1400°C也沒有大的差異，則從加 熱能量的增加和需要爐壁材質(zhì)的耐熱性等設(shè)備投資方面考慮，不那么優(yōu)選。因此，加熱溫度 為600°C以上1400°C以下，優(yōu)選為800°C以上1300°C以下。
[0046] 加熱時間受爐的大小、殘渣量等的影響而不同，因此可適宜調(diào)節(jié)。另外，對于加熱 時的氣氛，通過在大氣等氧化性氣氛下進行，伴隨加熱，硫以二氧化硫的形式被從浸出殘渣 中除去，從而形成高純度的氧化鐵（赤鐵礦）。
[0047] 實施例
[0048] 以下，使用實施例說明本發(fā)明。
[0049] 實施例1
[0050] 將鎳品位1 %、鐵品位46?48%的氧化鎳礦石調(diào)制成30?40重量％的漿料后， 與64重量％的硫酸混合，然后向加壓裝置中裝入該漿料，升溫至240?250°C并維持1小 時，得到浸出了礦石中的鎳的浸出液（HPAL)。
[0051] 浸出后，將該浸出液冷卻至約70°C，然后添加消石灰來中和剩余的酸（中和）。將 含有中和剩余酸之后的浸出殘渣（以下，將該中和后的浸出殘渣稱為中和殘渣）的漿料使 用吸濾器和濾瓶進行固液分離，分離成浸出液和中和殘渣（固液分離）。
[0052] 中和殘漁的鐵品似為49. 9*%，硫品似為1. 5。
[0053] 接著，6等分該中和殘渣，并分別升溫至30°c、200°c、80(rc、100(rc、120(rc、 1400°C，在加熱1小時后進行冷卻。
[0054] 分析冷卻后的浸出殘渣的硫品位，其結(jié)果示于圖2。
[0055] 由圖2所示可知，在大約600°C，硫品位降低至1 %左右，超過800°C時，硫品位急劇 下降，可有效地分離硫。
[0056] 表1表示加熱后的中和殘渣的鐵品位和硫品位的測定結(jié)果。予以說明，鐵品位和 硫品位通過熒光X射線分析進行測定。
[0057] [表 1]
[0058]

【權(quán)利要求】
1. 制鐵用赤鐵礦的精制方法，其是向氧化鎳礦中添加氧化劑和硫酸、浸出鎳的工藝中 的制鐵用（高純度）赤鐵礦的制造方法，其特征在于，將浸出鎳之后得到的浸出殘渣加熱處 理到600°C以上。
2. 制鐵用赤鐵礦的精制方法，其是向氧化鎳礦中添加氧化劑和硫酸、浸出鎳的工藝中 的制鐵用（高純度）赤鐵礦的制造方法，其特征在于，將浸出鎳之后得到的浸出殘渣加熱處 理到800°C以上、1400°C以下。
【文檔編號】C22B23/00GK104203830SQ201380015130
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月19日
【發(fā)明者】佐佐木秀紀, 菅康雅, 三井宏之 申請人:住友金屬礦山株式會社