(General session) High-temperature materials processing［Thu. Sep 14, 2023 AM Room-4］

[3401-05-01] [Student presentation: Master’s course] Hydrogen Reduction Mechanism of Nickel Oxide Ore for the Carbon-neutrality of Ferronickel Smelting Process

○Kaisei Watanabe¹, Daisuke Maruoka¹, Yu Yamashita², Junichi Takahashi², Taichi Murakami¹ (1. Tohoku University, 2. Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.)

Chairperson : Yu-ki Taninouchi (Kyushu University)

Keywords:Ferronickel Smelting, Nickel Oxide Ore, Siliceous Nickel Ore, Olivine, Hydrogen Reduction

フェロニッケル製錬プロセスは多くの金属製錬プロセスよりCO₂排出原単位が大きく、CO₂排出量削減が求められる。現行の製錬プロセスであるELKEM法では鉱石の予備還元工程において石炭が使用されるため、これを水素で代替することで排出量削減が期待できる。フェロニッケルの原料となるニッケル酸化鉱は水素で還元され難い可能性が報告されているが、水素還元における詳細なメカニズムや効果的な還元条件については不明な点が多い。そこで本研究では、ニッケル酸化鉱の水素還元挙動を調査し還元メカニズムの解明を行なった。実験では粉末状のニッケル酸化鉱を圧粉成形してタブレット試料を調製した。試料を不活性ガス流通下で等速昇温し、所定温度到達後、4%H₂ガス流通下で所定の時間還元した。排ガス中H₂O濃度から算出した還元率は、還元途中において保持温度が800℃の場合に比較して900℃および1000℃の場合で高くなった。還元前後の試料のXRD相同定の結果、鉱石中に存在するOlivineのピークが還元途中で二つに分離することが確認された。これは還元途中に格子定数の異なる別のOlivineが生成していることを示唆する。