团块及还原铁的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及以50%粒径为2μπι以下的微细的含氧化铁粉末作为铁源而有效利用的 技术。
【背景技术】
[0002] 作为由铁矿石等的含氧化铁物质制造还原铁的方法，例如，已知有利用天然气的 气体还原法。作为近年开发的还原铁的制造方法，有将混合有含氧化铁物质和碳材等的碳 质还原剂的团块，以1300°C以上的高温加热而制造还原团块的FASTMET法、再加热该还原团 块而使还原铁和熔渣熔融分离，制造粒状还原铁的ITmk3法。
[0003]如此由含氧化铁物质制造还原铁时，使用的是以含氧化铁物质作为原料，在搅拌 器内与水和粘合剂混合，以造粒机造粒而成的Φ 13~18mm的团块。
[0004] 作为粉末的成块法，例如，已知有成球法和烧结法，根据粉末的粒度范围，作为预 处理确定适当的造粒方法(例如，非专利文献1)。具体来说，在成球法的转动造粒法中，推荐 50%粒径为4μηι以上，在烧结法中，推荐50%粒径为约0.11mm~约3mm左右。
[0005] 可是，在铁以外的有价金属中，有Ni、Al和Ti等。这些有价金属，从腐泥土等的含Ni 矿石、红泥等的含A1矿石、钛铁矿等的含Ti矿石等中以Ni、Al、Ti形式被分离回收。例如，作 为从含Ni矿石分离回收Ni的方法，已知有HPAL法(High Pressure Acid Leach。高压酸浸 出）。在此方法中，使含Ni矿石与高温高压状态的硫酸稳定地反应，由此能够提取回收Ni。在 提取回收Ni之后，作为残渣生成沉降分离产物。在此残渣中，大量含有氧化铁，该氧化物主 要是三氧化二铁(Fe 203)。另外，该残渣中包含的水分量为20 %以上，其形态是泥状，50 %粒 径约0.6μπι，非常微细。
[0006] 现有技术文献
[0007] 非专利文献
[0008] 非专利文献1: "铁与钢"，关于矿石的磨矿特性和成球适当粒度的关系，日本铁钢 协会会刊，第49年（1963)，第3号，Ρ.346~348
[0009] 选矿操作中回收掉目标成分的残渣（以下，有时称为尾矿。）中，如上述，例如，大量 含有三氧化二铁(hematite)等的氧化铁。因此，考虑还原尾矿所含的氧化铁而作为铁源利 用。但是，尾矿通常非常地微细，因此以上述的转动造粒法造粒，用作炼铁原料非常困难。 即，粒子非常细小时，在混合机内的搅拌过程中，粒子容易相互粘着，粒子形成准粒子。若以 造粒机对于该准粒子进行造粒，则准粒子彼此结合生长，如金平糖(星星糖)那样，形成在表 面具有突起的球团。这种形状的球团，内部的组织不均匀，另外强度低，因此不能作为炼铁 原料使用。因此，难以将尾矿成块而作为炼铁原料使用，作为铁源有效利用。
【发明内容】
[0010] 本发明着眼上述这样的情况而形成，其目的在于，提供一种制造团块的方法，其能 够对于50%粒径为2μπι以下的微细的含氧化铁粉末进行造粒，使之作为炼铁原料加以利用。 另外，本发明的另一目的在于，提供一种利用成块而得到的团块制造还原铁的技术。
[0011] 本发明者们，为了将微细的含氧化铁粉末造粒成块，作为炼铁原料使用而反复锐 意研究。其结果发现，如果以规定的温度对于50%粒径为2μπι以下的含氧化铁粉末进行热处 理，则粒子相互烧结而粗大化，因此可以造粒，能够制造团块，从而完成了本发明。
[0012] 即，所谓能够解决上述课题的本发明的团块的制造方法，在包括如下工序方面具 有要旨，对于50%粒径为2μπι以下的含氧化铁粉末，以加热温度900~1200°C进行热处理的 工序;将所得的热处理粉末进行造粒而制造团块的工序。
[0013] 所述造粒通过转动造粒法进行即可。
[0014] 所述热处理，优选以使所述热处理粉末的50%粒径成为4μπι以上的方式进行，加热 时间，例如，为30分以上即可。所述热处理，优选一边使所述含氧化铁粉末转动一边进行。
[0015] 作为所述含氧化铁粉末，能够使用尾矿。作为所述尾矿，例如能够使用由含Ni矿石 回收过Ni之后的残渣。
[0016] 在本发明中，也包括将通过上述的制造方法得到的团块作为原料，对其加热而还 原氧化铁，制造还原铁的方法。所述团块中，例如，也可以还含有碳质还原剂。
[0017]根据本发明，通过以加热温度900~1200°C对于50%粒径为2μπι以下的含氧化铁粉 末进行热处理，能够使粒子粗大化，因此能够以现有的方法造粒，能够制造球状的团块。所 得到的团块，能够作为炼铁原料利用。
【附图说明】
[0018]图1是拍摄以加热温度400°C进行热处理而得到的热处理粉末的附图代用照片。 [0019]图2是拍摄以加热温度1200°C进行热处理而得到的热处理粉末的附图代用照片。 [0020]图3是表示热处理粉末的粒度分布的曲线图。
[0021]图4是用球磨机破碎以加热温度400°C进行热处理而得到的热处理粉末后，拍摄将 其造粒而成的团块的附图代用照片。
[0022]图5是用球磨机粉碎以加热温度1200°C进行热处理而得到的热处理粉末后，拍摄 对其造粒而成的团块的附图代用照片。
【具体实施方式】
[0023]本发明法包括如下工序：对于50%粒径为2μπι以下的含氧化铁粉末，以加热温度 900~1200°C进行热处理的工序（以下，有时称为热处理工序）；将所得到的热处理粉末作为 原料进行造粒而制造团块的工序（以下，有时称为成块工序）。以下，对于各工序进行详细地 说明。
[0024][热处理工序]
[0025]在本发明法中，以使用50%粒径为2μπι以下的含氧化铁粉末为前提，目的在于，将 这样微细的氧化铁粉末造粒成块，作为铁源有效利用。
[0026]作为上述50%粒径为2μπι以下的含氧化铁粉末，能够使用尾矿。上述所谓尾矿，意 思是经选矿操作而回收掉了目的成分的残渣，选矿前的矿物的种类没有特别限定。作为尾 矿，例如，能够使用来自铁矿石的经过选矿后的残渣，从含Α1矿石中回收掉Α1之后的残渣， 从含Ti矿石中回收掉Ti后的残渣，从含Ni矿石中回收掉Ni之后的残渣等。
[0027]作为含A1矿石使用红泥，作为含Ti矿石使用钛铁矿，作为含Ni矿石使用腐泥土等。 例如，作为从含Ni矿石回收Ni的方法，已知有上述的HPAL法，分离回收掉Ni以后的残渣， 50%粒径为2以111以下。
[0028]在上述热处理工序中，对于上述50 %粒径为2μπι以下的含氧化铁粉末，以加热温度 900~1200°C进行热处理。通过在此温度域对于微细的含氧化铁粉末进行热处理，含氧化铁 粉末氧化，烧结而粗大化。其结果是，能够在后述的工序中使其生长至可以造粒的大小。若 上述加热温度低于900°C，得不到粗大化效果，不能造粒，或即使能够造粒，也得不到球状的 团块。因此上述加热温度为900°C以上，优选为950°C以上，更优选为1000°C以上。但是，若上 述加热温度高于1200°C，则形成粗大的团块，或发生团块附着在热处理装置的表面这样的 问题。因此上述加热温度为1200°C以下，优选为1150°C以下，更优选为1100°C以下。
[0029] 上述加热温度，通过在炉内插入热电偶，测量炉的中央部的气氛温度，基于该温度 进行控制即可。
[0030] 关于上述热处理，以使上述热处理粉末的50%粒径达到4μπι以上的方式，考虑上述 加热温度控制加热时间即可。上述加热时间，例如，优选为30分钟以上。上述加热时间，更优 选为40分钟以上，进一步优选为50分钟以上。上述加热时间的上限没有特别限定，但延长加 热时间，粒径粗大化效果也是饱和，另一方面，则生产率降低，因此上述加热时间，例如为60 分钟以下即可。
[0031] 上述热处理，在氧化性气氛下进行即可，例如，在大气气氛中进行即可。
[0032]上述热处理，为了均匀地加热上述含氧化铁粉末，而优选一边转动一边进行。作为 上述加热炉，使用旋转式加热炉即可。上述所谓旋转式加热炉，意思是作为加热面的炉面以 旋转轴为中心旋转的炉，是该旋转轴处于水平以上且未达垂直的炉。
[0033][成块工序]
[0034]在成块工序中，将上述热处理工序中得到的热处理粉末作为原料，将该热处理粉 末进行造粒，制造团块。
[0035]作为上述热处理粉末的造粒方法，例如，可列举转动造粒法。
[0036] 上述热处理粉末优选使团块的粒径例如为10~16mm而进行造粒。
[0037]上述热处理粉末在造粒之前，也可以破碎或粉碎。作为破碎机或粉碎机可以使用 公知的，例如球磨机、辊磨机、辊式破碎机等。
[0038][其他]
[0039] 由上述成块工序得到的团块，能够作为炼铁原料使用。例如，对于所得到的团块进 行加热硬化处理后投入到高炉，或将加热硬化处理而得到的加热硬化物进一步在还原性气 体气氛中加热，还原氧化铁，由此能够制造还原铁。
[0040] 另外，在上述热处理粉末中，再调合碳质还原剂和粘合剂等而成为团块，将其以加 热炉内加热，由此