特許ウォッチ

公開番号2025154339
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024057268
出願日2024-03-29
発明の名称鉄鉱石の選別方法
出願人日本製鉄株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類G01N 23/207 20180101AFI20251002BHJP(測定;試験)
要約【課題】還元熱処理法による脱P効率が高い鉄鉱石を特定することを目的とする。
【解決手段】還元熱処理法でリンを除去しやすい鉄鉱石の選別方法であって、
鉄鉱石のX線回折測定を行うX線回折測定工程を有し、X線回折パターンに観測される少なくとも一つのゲーサイトに帰属されるピークのゲーサイト基準ピークに対するシフトが大きいほど、還元熱処理法でリンを除去しやすい鉄鉱石であると選別する、鉄鉱石の判別方法。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
還元熱処理法でリンを除去しやすい鉄鉱石の選別方法であって、
鉄鉱石のＸ線回折測定を行うＸ線回折測定工程を有し、Ｘ線回折パターンに観測される少なくとも一つのゲーサイトに帰属されるピークのゲーサイト基準ピークに対するシフトが大きいほど、還元熱処理法でリンを除去しやすい鉄鉱石であると選別する、鉄鉱石の選別方法。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
さらに、前記鉄鉱石の元素濃度を測定する元素濃度測定工程を有し、
前記元素濃度測定工程で得られた前記リンの元素濃度が［閾値１］以上である鉄鉱石を還元熱処理法によりリンを除去する対象の鉄鉱石であると選別する、請求項１に記載の鉄鉱石の選別方法。
【請求項３】
前記鉄鉱石から分析面を有する試料を調製する試料調製工程と、
前記分析面を赤外顕微鏡で観察して、赤外吸収スペクトルａを取得する赤外吸収スペクトル取得工程と、
前記赤外吸収スペクトルａとゲーサイトの赤外吸収標準スペクトルｂとを比較することによって、ゲーサイト存在視野を特定するゲーサイト存在視野特定工程と、
前記ゲーサイト存在視野の赤外吸収スペクトルｃ１を平均化して、平均赤外吸収スペクトルｃ２を取得する赤外吸収スペクトル平均化工程と、
前記平均赤外吸収スペクトルｃ２に対して、波数９５０ｃｍ
－１
以上１２００ｃｍ
－１
以下の領域に観測されるピークの強度を求めて吸着Ｐピーク強度を取得する吸着Ｐピーク強度取得工程と、を有し、
前記吸着Ｐピーク強度が所定の［閾値２］以上のときにα－ＦｅＯＯＨまたはα－（Ｆｅ，Ａｌ）ＯＯＨにＰが吸着していると判定する、請求項１または請求項２に記載の鉄鉱石の選別方法。
【請求項４】
前記赤外吸収スペクトル取得工程に先駆けて、前記試料調製工程で得られた前記分析面に電子線プローブまたはＸ線プローブを走査しながら照射して、各分析点における特性Ｘ線スペクトルを取得し、Ｆｅ、Ｐ、およびＡｌの元素濃度がそれぞれの所定の閾値である［閾値３］、［閾値４］、および［閾値５］以上となるＦｅ－Ｐ－Ａｌ共存分析点を特定して記憶するＦｅ－Ｐ－Ａｌ共存分析点記憶工程を行い、
前記赤外吸収スペクトル取得工程では、前記Ｆｅ－Ｐ－Ａｌ共存分析点を含むようにして、前記赤外吸収スペクトルａを取得する領域を設定する、請求項３に記載の鉄鉱石の選別方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鉱石の選別方法に関し、さらに詳しくは、還元熱処理法でリンを除去しやすい鉄鉱石を選別する方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
鉄鋼業の原材料として用いられている鉄鉱石は、自然界において、複数の酸化鉄によって構成され、主要成分である鉄（Ｆｅ）以外にも不純物としてアルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、リン（Ｐ）等を含んだ状態で存在している。鉄鉱石は今後、Ｆｅ含有量の低下およびＰ濃度の上昇が予測されている一方で、Ｆｅ含有量およびＰ濃度の高い鉄鉱石資源が残されている可能性があり、資源劣質化の対策としてＰ濃度の高い鉄鉱石（高Ｐ鉄鉱石）の有効活用を図ることが期待されている。
【０００３】
高Ｐ鉄鉱石を現行の高炉操業法に使用すると、製鋼工程におけるスラグ量増加に伴う処理コストの増加、高級鋼製造における脱Ｐ工程負荷の上昇、等のデメリットが生じる。したがって、高Ｐ鉄鉱石を原料として用いる場合は、予め鉄鉱石からＰを除去して製鉄プロセスに供することが望まれる。
【０００４】
一方、鉄鉱石中に含有されるＰにはいくつかの存在形態があることが知られている（非特許文献１、２等参照）。また、鉄鉱石の脱Ｐ法としては、アルカリ水熱処理法、浮遊選鉱法、および還元熱処理法が知られている。これらの各脱Ｐ法の脱Ｐ効率は、鉄鉱石中のＰの存在形態によって異なる。
【０００５】
なお、特許文献１には、複数の酸化鉄によって構成される鉄鉱石に含まれるα－ＦｅＯＯＨに対して化学吸着したＰを迅速かつ高精度に同定する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２１－１０７７７０号公報
【非特許文献】
【０００７】
J. M. Arroyave et al. :Spectrochimica Acta PartA, 199 (2018) 57-64.
Carina Luego et al. :Journal of Colloid and Interface Science, 300 (2006) 511.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、鉄鉱石にＦｅは、ヘマタイト、マグネタイト、ゲーサイト（α－ＦｅＯＯＨ）等の酸化物として存在している。鉄鉱石の産地や銘柄により、例えば、ヘマタイトが比較的多い鉄鉱石やα－ＦｅＯＯＨが比較的多い鉄鉱石等がある。α－ＦｅＯＯＨに対して化学吸着しているＰは、鉄鉱石中におけるＰ濃度上昇の主要因のひとつとされている。また、各種脱Ｐ法のなかで、還元熱処理法は、ロータリーキルン等を用いて高温で、かつＨ
２
－ＣＯ
２
－Ｎ
２
等の還元雰囲気でＰを気化する除去方法である。還元熱処理法は、α－ＦｅＯＯＨに対して化学吸着しているＰの除去に最も適した方法と想定されている。従って、α－ＦｅＯＯＨに対して化学吸着しているＰを多く含有している鉄鉱石であると特定されれば、その鉄鉱石に還元熱処理法を適用することで高い脱Ｐ効率が得られることが期待される。
【０００９】
本発明は、より詳細に、還元熱処理法による脱Ｐ効率が高い鉄鉱石を特定することができる鉄鉱石の選別方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題を解決するため、本発明者らは鋭意研究を行った結果、以下の知見を得た。Ｐが吸着したα－ＦｅＯＯＨを含むα－ＦｅＯＯＨ鉄鉱石に含まれるＰの形態のうち、Ａｌを含むＰ吸着α－ＦｅＯＯＨ（本明細書では「Ｐ吸着α－（Ｆｅ，Ａｌ）ＯＯＨ」と記述する）は、Ａｌを含まないＰ吸着α－ＦｅＯＯＨと比較して、α－ＦｅＯＯＨとリン酸イオン間の結合エネルギーが小さい。そのため、α－（Ｆｅ，Ａｌ）ＯＯＨを含有する鉄鉱石は、α－ＦｅＯＯＨのみ含む鉄鉱石に比較して還元熱処理法でＰが脱離し易く、さらにα－（Ｆｅ，Ａｌ）ＯＯＨの含有量が多いほど還元熱処理法でＰが脱離し易いことを見出して、本発明に想到した。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許