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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022178938
(43)【公開日】2022-12-02
(54)【発明の名称】オートクレーブ装置
(51)【国際特許分類】
C22B 3/02 20060101AFI20221125BHJP
C22B 3/04 20060101ALI20221125BHJP
【ＦＩ】
C22B3/02
C22B3/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021086081
(22)【出願日】2021-05-21
(71)【出願人】
【識別番号】000183303
【氏名又は名称】住友金属鉱山株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106002
【弁理士】
【氏名又は名称】正林 真之
(74)【代理人】
【識別番号】100120891
【弁理士】
【氏名又は名称】林 一好
(72)【発明者】
【氏名】本間 剛秀
(72)【発明者】
【氏名】内藤 大志
【テーマコード（参考）】
4K001
【Ｆターム（参考）】
4K001AA07
4K001AA19
4K001BA03
4K001BA06
4K001DB14
(57)【要約】
【課題】高温加圧下での浸出処理等に用いられ、内部を複数の区画室に区画する隔壁に通液口が設けられているオートクレーブ装置において、通液口における被処理液の逆流を防止すること。
【解決手段】隔壁１５で複数に区画された区画室１１と、各々の区画室１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）に設置されている撹拌機１２と、を備え、隔壁１５の最下部には、通液口１５１が設けられていて、隔壁１５を間に挟んで隣接する２つの区画室１１（１１Ａと１１Ｂ）において、上流側の区画室１１Ｂ内の撹拌機１２Ｂの回転軸から通液口１５１Ａ迄の液流経路の長さよりも、下流側の区画室１１Ａ内の撹拌機１２Ａの回転軸から通液口１５１迄の液流経路の長さの方が大きい、オートクレーブ装置１とする。
【選択図】図２
【解決手段】隔壁１５で複数に区画された区画室１１と、各々の区画室１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）に設置されている撹拌機１２と、を備え、隔壁１５の最下部には、通液口１５１が設けられていて、隔壁１５を間に挟んで隣接する２つの区画室１１（１１Ａと１１Ｂ）において、上流側の区画室１１Ｂ内の撹拌機１２Ｂの回転軸から通液口１５１Ａ迄の液流経路の長さよりも、下流側の区画室１１Ａ内の撹拌機１２Ａの回転軸から通液口１５１迄の液流経路の長さの方が大きい、オートクレーブ装置１とする。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
隔壁で区画された複数の区画室と、
各々の区画室に設置されている撹拌機と、
を備えるオートクレーブ装置であって、
前記隔壁の最下部には、通液口が設けられていて、
前記隔壁を間に挟んで隣接する２つの区画室において、
上流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の液流経路の長さよりも、
下流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の液流経路の長さの方が大きい、
オートクレーブ装置。
各々の区画室に設置されている撹拌機と、
を備えるオートクレーブ装置であって、
前記隔壁の最下部には、通液口が設けられていて、
前記隔壁を間に挟んで隣接する２つの区画室において、
上流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の液流経路の長さよりも、
下流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の液流経路の長さの方が大きい、
オートクレーブ装置。
【請求項2】
前記上流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の距離よりも、
前記下流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の距離の方が大きい、
請求項１に記載のオートクレーブ装置。
前記下流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の距離の方が大きい、
請求項１に記載のオートクレーブ装置。
【請求項3】
上流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の液流経路の長さよりも、下流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の液流経路の長さの方が大きくなるように、前記通液口の下流側の開口周辺部分に、前記液流経路を迂回させる邪魔板が形成されている、
請求項１に記載のオートクレーブ装置。
請求項１に記載のオートクレーブ装置。
【請求項4】
前記上流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の距離と、前記下流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の距離とが等しい、
請求項３に記載のオートクレーブ装置。
請求項３に記載のオートクレーブ装置。
【請求項5】
前記隔壁を間に挟んで隣接する２つの区画室において、各々の区画室には、同一形状同一サイズの撹拌翼を備え、同一条件における最大回転速度が等しい前記撹拌機が設置されている、
請求項１から４の何れかに記載のオートクレーブ装置。
請求項１から４の何れかに記載のオートクレーブ装置。
【請求項6】
有価金属を含む原料スラリーに対して高温高圧下での浸出処理を施すために用いられる、
請求項１から５の何れかに記載のオートクレーブ装置。
請求項１から５の何れかに記載のオートクレーブ装置。
【請求項7】
請求項５に記載のオートクレーブ装置の運転方法であって、
２つの前記撹拌機を同一速度で回転させる、
オートクレーブ装置の運転方法。
２つの前記撹拌機を同一速度で回転させる、
オートクレーブ装置の運転方法。
【請求項8】
請求項１から６の何れかに記載のオートクレーブ装置を用いて、原料スラリーに含まれる固形物から有価金属を浸出させる、
有価金属の浸出処理方法。
有価金属の浸出処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、オートクレーブ装置に関するものである。より詳しくは、本発明は、原料スラリーを高温高圧下で浸出する処理に用いられるオートクレーブ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
鉱石や混合硫化物、マット等の原料（固形物）を高温高圧下で浸出する処理では、オートクレーブ装置が用いられている。オートクレーブ装置は、反応容器を複数の隔壁で区画した複数の区画室と、各々の区画室内で原料スラリーを撹拌するための撹拌機とから構成されている。
【0003】
具体的に、オートクレーブ装置では、加熱、加圧された原料スラリー（原料と浸出液の懸濁液）等が、隔壁で複数に区画されたオートクレーブ装置内の第１の区画室に供給され、第１の区画室に設けられた撹拌機によって撹拌しながら原料スラリーを滞留させて、固形物から有価金属の浸出を進行させる。そして、浸出に十分な時間に亘って原料スラリーを滞留させると、オーバーフロー等により第２の区画室以降に原料スラリーを移送し、順次、同様にして更に有価金属の浸出を進行させる。
【0004】
さて、オートクレーブ装置においては、その隔壁の下部に通液口が設けられていることがある。この通液口は、原料スラリー中の固形物を効率よく下流の区画室に移送し、又、非常停止時に通液口を介して原料スラリーを速やかに排出する等の目的で設置される。このようにして隔壁に通液口が設けられている場合、下流の区画室への原料スラリーの移送は、隔壁の上部からのオーバーフローによることの他、隔壁下部に設けられた通液口を介しても行われる（特許文献１参照）。
【0005】
上記構成からなるオートクレーブ装置において、運転中に、撹拌機によって、上流側の区画室から下流側の区画室に向かう原料スラリーの本来の流れ方向（図１～４において矢印Ｆの示す方向）とは逆行する液流も生じる。従来のオートクレーブ装置においては、これに起因して、原料スラリーの一部が、上記の通液口通じて下流側から上流側に逆流してしまうことがあった。このような運転中における原料スラリーの逆流は、隣接する区画室間での原料スラリーの混合による反応効率の低下等、オートクレーブ装置の動作に様々な不具合を引き起こす原因となるため、これを解消することが求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２００３－０８２４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上記の問題を解決するために開発されたものであり、高温加圧下での浸出処理等に用いられ、内部を複数の区画室に区画する隔壁に通液口が設けられているオートクレーブ装置において、通液口における原料スラリーの逆流を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、隣接する２つの区画室において、下流側の区画室内の撹拌機の回転軸から通液口迄の液流経路の長さを上流側よりも大きくすることで、通液口を通じた原料スラリーの逆流を防止できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
（１） 隔壁で区画された複数の区画室と、各々の区画室に設置されている撹拌機と、を備えるオートクレーブ装置であって、前記隔壁の最下部には、通液口が設けられていて、前記隔壁を間に挟んで隣接する２つの区画室において、上流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の液流経路の長さよりも、下流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の液流経路の長さの方が大きい、オートクレーブ装置。
【0010】
（１）のオートクレーブ装置によれば、高温加圧下での浸出処理等に用いられ、内部を複数の区画室に区画する隔壁に通液口が設けられているオートクレーブ装置において、通液口における原料スラリーの逆流を防止することができる。
【0011】
（２） 前記上流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の距離よりも、前記下流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の距離の方が大きい、（１）に記載のオートクレーブ装置。
【0012】
（２）のオートクレーブ装置によれば、既存のオートクレーブ装置において、撹拌機の設置位置の変更のみにより、その他の構成の追加を要せずに、通液口を通じた原料スラリーの逆流を防止することができる。
【0013】
（３） 上流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の液流経路の長さよりも、下流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の液流経路の長さの方が大きくなるように、前記通液口の下流側の開口周辺部分に、前記液流経路を迂回させる邪魔板が形成されている、（１）に記載のオートクレーブ装置。
【0014】
（３）のオートクレーブ装置によれば、既存のオートクレーブ装置において、簡易な構成の邪魔板の設置のみにより、通液口を通じた原料スラリーの逆流を防止することができる。
【0015】
（４） 前記上流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の距離と、前記下流側の区画室内の前記撹拌機の回転軸から前記通液口迄の距離とが等しい、（３）に記載のオートクレーブ装置。
【0016】
（４）のオートクレーブ装置によれば、撹拌機が区画室の中心に設置されている既存のオートクレーブ装置において、撹拌機の設置位置を変更せずに、簡易な構成の邪魔板の設置のみにより、通液口を通じた原料スラリーの逆流を防止することができる。
【0017】
（５） 前記隔壁を間に挟んで隣接する２つの区画室において、各々の区画室には、同一形状同一サイズの撹拌翼を備え、同一条件における最大回転速度が等しい前記撹拌機が設置されている、（１）から（４）の何れかに記載のオートクレーブ装置。
【0018】
（５）のオートクレーブ装置によれば、全ての区画室において、撹拌機を同一の最大回転速度で稼働させて、装置の最大処理効率を保持しながら、運転中における通液口を通じた原料スラリーの逆流を防止することができる。
【0019】
（６） 有価金属を含む原料スラリーに対して高温高圧下での浸出処理を施すために用いられる、（１）から（５）の何れかに記載のオートクレーブ装置。
【0020】
（６）のオートクレーブ装置によれば、高圧酸浸出工程を行うニッケル酸化鉱石の製造製錬等、原料スラリーから有価金属を浸出させて回収する処理において、（１）から（５）の何れかの発明の奏する各効果を享受して、有価金属の生産性の向上に寄与することができる。
【0021】
（７） （５）に記載のオートクレーブ装置の運転方法であって、２つの前記撹拌機を同一速度で回転させる、オートクレーブ装置の運転方法。
【0022】
（７）のオートクレーブ装置の運転方法によれば、全ての区画室において、撹拌機を同一の最大回転速度で稼働させて、装置の最大処理効率を保持しながら、運転中における通液口を通じた原料スラリーの逆流を防止することができる。
【0023】
（８） （１）から（６）の何れかに記載のオートクレーブ装置を用いて、原料スラリーに含まれる固形物から有価金属を浸出させる、有価金属の浸出処理方法。
【0024】
（８）のオートクレーブ装置の運転方法によれば、高温加圧下での浸出処理による原料スラリーからの有価金属の抽出を行う場合において、（１）から（６）の何れかの発明の奏する各効果を享受して、有価金属の生産性の向上に寄与することができる。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、高温加圧下での浸出処理等に用いられ、内部を複数の区画室に区画する隔壁に通液口が設けられているオートクレーブ装置において、通液口における被処理液の逆流を防止することができる。これにより、オートクレーブ装置内での処理効率の低下を防止することができるため、本発明は、工業的に極めて有利である。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明のオートクレーブ装置の全体構成を模式的に示す図である。（ａ）はオートクレーブ装置を水平に切断して内部構造を模式的に示した横断平面図であり、（ｂ）はオートクレーブ装置を垂直に切断して内部構造を模式的に示した縦断側面図である。
【図3】従来のオートクレーブ装置の模式的な部分拡大図であり、隣接する２つの区画室における液流の状態の説明に供する図面である。
【図4】本発明の他の実施形態であり、通液口の開口周辺部分に、液流経路を迂回させる邪魔板が形成されているオートクレーブ装置の模式的な部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。
【0028】
＜オートクレーブ装置＞
本発明のオートクレーブ装置は、ニッケル及びコバルトの混合硫化物から、ニッケル、コバルトを有価金属として浸出させる処理に好ましく用いることができる工業用の反応槽である。但し、本発明のオートクレーブ装置は、これに限らず、加圧下で各種の気液反応処理を進行させる各種の工業プロセスに広く用いることできる。
本発明のオートクレーブ装置は、ニッケル及びコバルトの混合硫化物から、ニッケル、コバルトを有価金属として浸出させる処理に好ましく用いることができる工業用の反応槽である。但し、本発明のオートクレーブ装置は、これに限らず、加圧下で各種の気液反応処理を進行させる各種の工業プロセスに広く用いることできる。
【0029】
［全体構成］
図１は、本発明の実施形態の一例であるオートクレーブ装置１の全体構成を模式的に示す図である。同図に示す通り、オートクレーブ装置１は、隔壁１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）によって区画されている複数の区画室１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）と、各々の区画室１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）内に設置されている撹拌機１２と、を備える。又、それぞれの隔壁１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）の最下部には、通液口１５１が設けられている。又、オートクレーブ装置１の最上流側の区画室１１Ａには、原料スラリー装入管１３、最下流側の区画室１１Ｄには、浸出液排出管１４が、それぞれ設置されている。
図１は、本発明の実施形態の一例であるオートクレーブ装置１の全体構成を模式的に示す図である。同図に示す通り、オートクレーブ装置１は、隔壁１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）によって区画されている複数の区画室１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）と、各々の区画室１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）内に設置されている撹拌機１２と、を備える。又、それぞれの隔壁１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）の最下部には、通液口１５１が設けられている。又、オートクレーブ装置１の最上流側の区画室１１Ａには、原料スラリー装入管１３、最下流側の区画室１１Ｄには、浸出液排出管１４が、それぞれ設置されている。
【0030】
そして、オートクレーブ装置１は、各々の「区画室内における撹拌機の回転軸から通液口迄の液流経路の長さ（通液口迄の液流経路長）」が、区画室毎に、それぞれ異なる適切な長さとなるように設計されていることを、構造上の主たる特徴とする。尚、各々の区画室毎の「通液口迄の液流経路長」の最適化のための具体的な調整手段については、本発明の２つの実施形態の説明と併せて、その詳細を後述する。
【0031】
（通液口迄の液流経路長の定義）
ここで、本明細書における「区画室内における撹拌機の回転軸から通液口迄の液流経路の長さ（「通液口迄の液流経路長」）」とは、下記の（ｉ）又は（ｉｉ）の定義による個々のオートクレーブ装置固有の数値のことを言う。
（ｉ） 「当該区画室内に設置されている撹拌機の回転軸の中心と通液口の開口面中心までの直線経路上に液流の進行を妨げる障害物がない場合は当該直線経路の長さ」
（ｉｉ） 「上記の直線経路上に液流の進行を妨げる障害物が存在する場合は、当該障害物を回避した迂回経路のうち最も短い経路の長さ」
ここで、本明細書における「区画室内における撹拌機の回転軸から通液口迄の液流経路の長さ（「通液口迄の液流経路長」）」とは、下記の（ｉ）又は（ｉｉ）の定義による個々のオートクレーブ装置固有の数値のことを言う。
（ｉ） 「当該区画室内に設置されている撹拌機の回転軸の中心と通液口の開口面中心までの直線経路上に液流の進行を妨げる障害物がない場合は当該直線経路の長さ」
（ｉｉ） 「上記の直線経路上に液流の進行を妨げる障害物が存在する場合は、当該障害物を回避した迂回経路のうち最も短い経路の長さ」
【0032】
上記の定義からなる「通液口迄の液流経路長」は、具体的には、一例として、図２のオートクレーブ装置１においては、矢印Ｒ１及びＲ２のそれぞれの長さ（上記（ｉ）の定義による長さ）のことである。又、「通液口迄の液流経路長」は、他の一例として、図４の矢印Ｒ１及びＲ２のそれぞれの長さ（上記（ｉｉ）の定義による長さ）のことである。
【0033】
従来のオートクレーブ装置においては、区画室毎に撹拌の条件に意図的に差をつけることは想定されておらず、通常、何れの区画室においても、「通液口迄の液流経路長」は略均等である。これに対して、本発明のオートクレーブ装置は、隔壁を間に挟んで隣接する２つの区画室において、上流側の区画室（図２における区画室１１Ａ）内の「通液口迄の液流経路長（Ｒ１）」より、下流側の区画室（図２における区画室１１Ｂ）内の「通液口迄の液流経路長（Ｒ２）」の方が大きいことを必須の構成要件としている（図２参照）。
【0034】
又、本発明のオートクレーブ装置における、下流側の区画室内における「通液口迄の液流経路長」Ｒ２の、上流側の区画室内における「通液口迄の液流経路長」Ｒ１に対する適切な比率は、取り扱う原料スラリーの性状や、撹拌機の撹拌能力によっても異なるが、一例として、ニッケルとコバルトとの混合硫化物を含む原料スラリーに対する浸出処理を行う一般的な密閉加圧型のオートクレーブ装置（各区画室の容積：３～６ｍ３、通液口の開口サイズ：５０～２００ｍｍ×５０～２００ｍｍ、撹拌機の回転径：５００～１５００ｍｍ、回転速度５０～２００ｒｐｍ程度）の場合であれば、上記の「Ｒ２」を「Ｒ１」の１．４倍以上とすることによって、原料スラリーの逆流を安定的に防ぐことができることが確認されている。
【0035】
尚、図１に示すオートクレーブ装置１においては、３つの隔壁１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）によって４区画に区画された４つの区画室１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）が設けられていて、撹拌機１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）は、４つの区画室１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）内に１機ずつ設置されている。但し、オートクレーブ装置における区画室数は、これに限られるものではなく、原料スラリーの種類や浸出処理の処理条件等に応じて、適宜、適切な室数とすることができる。
【0036】
［区画室］
区画室１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）は、原料スラリーに施す浸出処理の反応場となる空間である。４つの区画室１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）のうち、最上流側の区画室１１Ａには、原料スラリー装入管１３を介して、固形物を含む原料スラリーが装入される。原料スラリーは、必要な反応を進行させながら、各区画室を処理方向Ｆに沿って順次移動して行き、最下流側の区画室１１Ｄから、浸出液排出管１４を介して、処理済のスラリーが排出される。
区画室１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）は、原料スラリーに施す浸出処理の反応場となる空間である。４つの区画室１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）のうち、最上流側の区画室１１Ａには、原料スラリー装入管１３を介して、固形物を含む原料スラリーが装入される。原料スラリーは、必要な反応を進行させながら、各区画室を処理方向Ｆに沿って順次移動して行き、最下流側の区画室１１Ｄから、浸出液排出管１４を介して、処理済のスラリーが排出される。
【0037】
［撹拌機］
撹拌機１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）としては、例えば、図２に模式的に示すように、撹拌軸１２１と複数の撹拌羽根１２２とを備えるプロペラ形状のものを用いることができる。撹拌機１２は、所定の速度で撹拌軸１２１を回転させ、撹拌羽根１２２によって原料スラリーを撹拌する。この撹拌機１２による撹拌によって、区画室１１内の原料スラリーには所定の方向への液流が発生する。
撹拌機１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）としては、例えば、図２に模式的に示すように、撹拌軸１２１と複数の撹拌羽根１２２とを備えるプロペラ形状のものを用いることができる。撹拌機１２は、所定の速度で撹拌軸１２１を回転させ、撹拌羽根１２２によって原料スラリーを撹拌する。この撹拌機１２による撹拌によって、区画室１１内の原料スラリーには所定の方向への液流が発生する。
【0038】
撹拌機１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）は、各々の区画室１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）の上部天井から垂下されていて、オートクレーブ装置１を上部から視たときにおける各々の区画室１１内の中心位置の近傍域に撹拌軸１２１が位置するよう設置される。
【0039】
但し、本発明のオートクレーブ装置における個々の撹拌機１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）の設置位置は、必ずしも、各々の区画室の中心位置には限られない。本発明のオートクレーブ装置は、例えば、図２に示すように、それぞれの撹拌機１２（１２Ａ、１２Ｂ）の設置位置（厳密には、撹拌軸１２１の設置位置）が、各々の区画室の平面視における中心位置から外れた位置に設定されていることがある。これは、図２に示すように、上流側の区画室（区画室１１Ａ）内の「区画室内における撹拌機の回転軸から通液口迄の液流経路の長さ（以下、「通液口迄の液流経路長」とも言う）」Ｒ１よりも、下流側の区画室（区画室１１Ｂ）内の「通液口迄の液流経路長」Ｒ２の方が大きくなるように構成されているオートクレーブ装置（「第１の実施形態」）とするためである。この「第１の実施形態」の詳細については後述する。
【0040】
［隔壁］
隔壁１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）は、オートクレーブ装置１の内部を複数に区画するための構造である。そして、各々の隔壁１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）を挟んで、隣接する一組の区画室１１（一例として区画室Ａと区画室Ｂ）が構成される。
隔壁１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）は、オートクレーブ装置１の内部を複数に区画するための構造である。そして、各々の隔壁１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）を挟んで、隣接する一組の区画室１１（一例として区画室Ａと区画室Ｂ）が構成される。
【0041】
隔壁１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）は、図１（ｂ）の縦断側面図に示すように、オートクレーブ装置１の底部壁面から立設されている。又、隔壁１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）は、その上辺の高さが、オートクレーブ装置１を側面視したときの高さよりも低くなっている。これにより、例えば、上流側の区画室１１Ａにて浸出処理が施された後に、原料スラリーの液面が隔壁１５Ａの高さよりも高くなったときに、その一部が、隔壁１５Ａの上辺からオーバーフローすることによって、下流側の区画室１１Ｂに移送される。
【0042】
（通液口）
隔壁１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）の最下部の位置には、必要に応じて区画室間において原料スラリーを移動させるための貫通孔である通液口１５１（１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ）が形成されている。各々の通液口１５１（１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ）の形状は特に限定されないが、一例として、図６に示すような矩形状の開口を有する貫通孔を挙げることができる。
隔壁１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）の最下部の位置には、必要に応じて区画室間において原料スラリーを移動させるための貫通孔である通液口１５１（１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ）が形成されている。各々の通液口１５１（１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ）の形状は特に限定されないが、一例として、図６に示すような矩形状の開口を有する貫通孔を挙げることができる。
【0043】
通液口１５１（１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ）は、オートクレーブ装置の運転中に、上流側の区画室１１内の原料スラリーに含まれる固形物を効率よく下流側の区画室１１に移送するため、或いは、装置の補修・洗浄のため供給を止めて槽内のスラリーを抜き出すときに、槽内のスラリーを速やかに最下流側の区画室へ移動させて槽外に抜き出すために用いられる。通液口１５１は、オートクレーブ装置１内の全ての隔壁１５に設けることができるが、その一部の隔壁１５のみに設けてもよい。
【0044】
（邪魔板）
又、オートクレーブ装置１においては、隔壁１５に設けられた通液口１５１に対して、所定の位置に邪魔板１５２を設ける構成（第２の実施形態）とすることもできる。一例として、図４に示すように、隔壁１５Ａの通液口１５１Ａの下流側の開口面の周囲に通液口に向かう液流を迂回させる邪魔板１５２を設けることによって、撹拌機１２（１２Ａ、１２Ｂ）の設置位置の調整によらずに、例えば、各々の撹拌機１２の設置位置を各々の区画室の中心位置等に固定したまま、下流側の区画室１１Ｂ内の撹拌機１２の回転軸から通液口１５１迄の液流経路の長さ（図５に示すＲ２＝ｒ２１＋ｒ２２の長さ）を上流側の区画室１１Ａにおける同長さＲ１よりも大きくすることができる（図４参照）。「第２の実施形態」の詳細については後述する。
又、オートクレーブ装置１においては、隔壁１５に設けられた通液口１５１に対して、所定の位置に邪魔板１５２を設ける構成（第２の実施形態）とすることもできる。一例として、図４に示すように、隔壁１５Ａの通液口１５１Ａの下流側の開口面の周囲に通液口に向かう液流を迂回させる邪魔板１５２を設けることによって、撹拌機１２（１２Ａ、１２Ｂ）の設置位置の調整によらずに、例えば、各々の撹拌機１２の設置位置を各々の区画室の中心位置等に固定したまま、下流側の区画室１１Ｂ内の撹拌機１２の回転軸から通液口１５１迄の液流経路の長さ（図５に示すＲ２＝ｒ２１＋ｒ２２の長さ）を上流側の区画室１１Ａにおける同長さＲ１よりも大きくすることができる（図４参照）。「第２の実施形態」の詳細については後述する。
【0045】
［浸出処理］
オートクレーブ装置１においては、最上流の区画室１１Ａに処理対象となる原料スラリー、及び、硫酸等の溶液が連続的に供給される。そして、区画室１１Ａでは、撹拌機１２Ａによる撹拌によって、原料スラリー中の固形物に含まれる有価金属を、溶液中に浸出させる。
オートクレーブ装置１においては、最上流の区画室１１Ａに処理対象となる原料スラリー、及び、硫酸等の溶液が連続的に供給される。そして、区画室１１Ａでは、撹拌機１２Ａによる撹拌によって、原料スラリー中の固形物に含まれる有価金属を、溶液中に浸出させる。
【0046】
区画室１１Ａにて原料スラリーの撹拌が施されるとともに、その原料スラリーの一部は、隔壁１５Ａの上部をオーバーフローして、隣接する区画室１１Ｂへと移送される。そして、区画室１１Ｂでは、区画室１１Ａにおける処理と同様に、撹拌機１２Ｂによる撹拌によって、順次浸出処理が進行する。
【0047】
以降、順次、区画室１１Ｃ、区画室１１Ｄへと原料スラリーが、主として上述のオーバーフローにより移送され、各々の区画室１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）において、各区画室内に供給されたガスと接触、反応させることにより、浸出処理が進行していく。そして、最下流の区画室１１Ｄにおいても同様にして、原料スラリーに対する浸出処理が施されると、その区画室１１Ｄに設けられた浸出液排出管１４を介して、有価金属を浸出させて得た浸出液を含むスラリーが最終的に槽外に排出される。
【0048】
尚、ニッケルとコバルトとの混合硫化物を含む原料スラリーに対する浸出処理に本発明のオートクレーブ装置を用いる場合、各々の区画室内における、ニッケル硫化物やコバルト硫化物の浸出処理時の反応は、下記式（１）及び式（２）となる。
ＮｉＳ＋２Ｏ２→ＮｉＳＯ４ ・・・（１）
ＣｏＳ＋２Ｏ２→ＣｏＳＯ４ ・・・（２）
ＮｉＳ＋２Ｏ２→ＮｉＳＯ４ ・・・（１）
ＣｏＳ＋２Ｏ２→ＣｏＳＯ４ ・・・（２）
【0049】
［区画室内における液流（撹拌流）の状態］
（従来のオートクレーブ装置）
ここで、図３は、従来のオートクレーブ装置（オートクレーブ装置２）の模式的な部分拡大図であり、隣接する２つの区画室における液流の状態を模式的に示している。同図に示すように、従来のオートクレーブ装置２においては、各々の撹拌機１２（１２Ａ、１２Ｂ）は、各々の区画室１１（１１Ａ、１１Ｂ）の平面視における中心位置（若しくは、隔壁から等距離の位置）に設置されている。その結果、上流側の区画室１１Ａ内における撹拌機１２Ａの回転軸１２１Ａから、通液口１５１Ａ迄の距離（ｄ１）と、下流側の区画室１１Ｂ内における撹拌機１２Ｂの回転軸１２１Ｂから、通液口１５１Ａ迄の距離（ｄ２）とは、等距離となっている（ｄ１＝ｄ２）。そして、その結果として、従来のオートクレーブ装置２においては、上流側の区画室内の「通液口迄の液流経路長」と、下流側の区画室内の「通液口迄の液流経路長」とは同一長さとなっている。
（従来のオートクレーブ装置）
ここで、図３は、従来のオートクレーブ装置（オートクレーブ装置２）の模式的な部分拡大図であり、隣接する２つの区画室における液流の状態を模式的に示している。同図に示すように、従来のオートクレーブ装置２においては、各々の撹拌機１２（１２Ａ、１２Ｂ）は、各々の区画室１１（１１Ａ、１１Ｂ）の平面視における中心位置（若しくは、隔壁から等距離の位置）に設置されている。その結果、上流側の区画室１１Ａ内における撹拌機１２Ａの回転軸１２１Ａから、通液口１５１Ａ迄の距離（ｄ１）と、下流側の区画室１１Ｂ内における撹拌機１２Ｂの回転軸１２１Ｂから、通液口１５１Ａ迄の距離（ｄ２）とは、等距離となっている（ｄ１＝ｄ２）。そして、その結果として、従来のオートクレーブ装置２においては、上流側の区画室内の「通液口迄の液流経路長」と、下流側の区画室内の「通液口迄の液流経路長」とは同一長さとなっている。
【0050】
ここで、図３に示すように構成からなる従来の一般的なオートクレーブ装置（上記の通り、ｄ１＝ｄ２とされている構成）においては、同図に示すように、下流側の区画室１１Ｂ内の液流（撹拌流）の流れｆＢの方が、上流側の区画室１１Ａ内の液流（撹拌流）の流れｆＡよりも、強い流れとなる傾向がある。これは、多くの場合、上流側の区画室１１Ａ内の原料スラリーは、より濃度が高く、これに応じて、より多くの反応用のガスが吹き込まれているからである。
【0051】
ここで、図３の区画室１１（１１Ａ、１１Ｂ）内において撹拌機１２による撹拌によって発生する液流（撹拌流）ｆＡ、ｆＢは、何れも、隔壁１５Ａに設けられた通液口１５１Ａに対して吐出力として作用する。このとき、上述した流れの強さの差が一定以上となった場合には、通液口１５１Ａにおいては、下流側から上流側に向かう液流が発生して、原料スラリーの一部が下流側の区画室１１Ｂから上流側の区画室１１Ａに向けて逆流する現象が生じる。本発明の目的はこの逆流を防ぐことにある。
【0052】
［オートクレーブ装置の第１の実施形態（撹拌機の配置改良による構成）］
本発明のオートクレーブ装置の第１の実施形態は、図２に示すように、上流側の区画室（一例として図２における区画室１１Ａ）内の撹拌機の回転軸から通液口迄の距離（図２におけるｄ１）よりも、下流側の区画室（一例として図２における区画室１１Ｂ）内における同距離（ｄ２）の方が大きくなるように、各区画室内の撹拌機の配置位置を特定したオートクレーブ装置である。
本発明のオートクレーブ装置の第１の実施形態は、図２に示すように、上流側の区画室（一例として図２における区画室１１Ａ）内の撹拌機の回転軸から通液口迄の距離（図２におけるｄ１）よりも、下流側の区画室（一例として図２における区画室１１Ｂ）内における同距離（ｄ２）の方が大きくなるように、各区画室内の撹拌機の配置位置を特定したオートクレーブ装置である。
【0053】
この「第１の実施形態」のオートクレーブ装置においては、撹拌機１２Ｂから通液口１５１Ａまでの距離ｄ２を、撹拌機１２Ａから通液口１５１Ａまでの距離ｄ１よりも長くすることによって、上流側の区画室（区画室１１Ａ）内の「通液口迄の液流経路長」Ｒ１よりも、下流側の区画室（区画室１１Ｂ）内の「通液口迄の液流経路長」Ｒ２の方が大きくなっている。
【0054】
図３に示す上述の構成（ｄ１＜ｄ２であること）を必須とする「第１の実施形態」のオートクレーブ装置においては、下流側の区画室１１Ｂ内で発生する液流（撹拌流）の流れの強さを、当該液流が、通液口１５１Ａに達するまでに十分に減衰させることができる。よって、上流側の区画室１１Ａ内で発生する液流（撹拌流）に起因する通液口１５１Ａに対する「下流側向きの吐出力」と、下流側の区画室１１Ｂ内で発生する液流（撹拌流）に起因する通液口１５１Ａに対する「上流側向きの吐出力」とが均衡している状態、若しくは、「下流側向きの吐出力」の方が優勢な状態を維持して、通液口１５１Ａにおける原料スラリーの逆流を防ぐことができる。
【0055】
［オートクレーブ装置の第２の実施形態（邪魔板設置による構成）］
本発明のオートクレーブ装置の第２の実施形態は、図４に示すように、上流側の区画室（図４における区画室１１Ａ）内の「通液口迄の液流経路長」Ｒ１の長さよりも、下流側の区画室（図４における区画室１１Ｂ）内の「通液口迄の液流経路長」Ｒ２の方が大きくなるように、通液口１５１Ａの下流側の開口周辺部分に、例えば、図６に示すような形状からなり、液流経路ｆを迂回させる、邪魔板１５２が形成されているオートクレーブ装置である。
本発明のオートクレーブ装置の第２の実施形態は、図４に示すように、上流側の区画室（図４における区画室１１Ａ）内の「通液口迄の液流経路長」Ｒ１の長さよりも、下流側の区画室（図４における区画室１１Ｂ）内の「通液口迄の液流経路長」Ｒ２の方が大きくなるように、通液口１５１Ａの下流側の開口周辺部分に、例えば、図６に示すような形状からなり、液流経路ｆを迂回させる、邪魔板１５２が形成されているオートクレーブ装置である。
【0056】
尚、この第２の実施形態における「通液口迄の液流経路長」Ｒ２の長さは、「当該区画室内に設置されている撹拌機の回転軸の中心と通液口の開口面中心までの直線経路上に液流の進行を妨げる障害物が存在するとき」に該当するので、「当該障害物を回避した迂回経路のうち最も短い経路の長さ」として定義される長さである。この長さは、具体的には、図５に示す通り、Ｒ２＝ｒ２１＋ｒ２２で表される最短の迂回経路の長さである。
【0057】
尚、このオートクレーブ装置の第２の実施形態においては、上流側の区画室（一例として図２における区画室１１Ａ）内の撹拌機の回転軸から通液口迄の距離（図４におけるｄ１）と、下流側の区画室（一例として図４における区画室１１Ｂ）内の撹拌機の回転軸から通液口迄の距離（ｄ２）については等距離とすることができる。この場合は、撹拌機が従来の一般的な配置で構成されているオートクレーブ装置に邪魔板１５２を追加設置することのみによって、本発明のオートクレーブ装置として稼働させることができる。
【0058】
図４に示す通り、邪魔板１５２の設置によって、上述の構成（Ｒ１＜Ｒ２であること）を実現している「第２の実施形態」のオートクレーブ装置においては、下流側の区画室１１Ｂ内で発生する液流（撹拌流）の流れの強さを、当該液流が、通液口１５１Ａに達するまでに十分に減衰させることができる。よって、第１の実施形態のオートクレーブ装置と同様に、通液口１５１Ａに対する「下流側向きの吐出力」と「上流側向きの吐出力」とが均衡している状態、若しくは、「下流側向きの吐出力」の方が優勢な状態を維持して、通液口１５１Ａにおける原料スラリーの逆流を防ぐことができる。
【0059】
［オートクレーブ装置の運転方法］
本発明のオートクレーブ装置は、上述の何れの実施形態においても、隔壁を間に挟んで隣接する２つの区画室、好ましくは全ての区画室において、各々の区画室に、同一形状同一サイズの撹拌翼を備え、同一条件における最大回転速度が等しい撹拌機を設置した構成とすることができる。この場合、２つの撹拌機、好ましくは全ての撹拌機を同一の最大回転速度で稼働させて、装置の最大処理効率を保持しながら、本発明の効果を享受して、運転中における通液口を通じた原料スラリーの逆流を十分に防止することができる。
本発明のオートクレーブ装置は、上述の何れの実施形態においても、隔壁を間に挟んで隣接する２つの区画室、好ましくは全ての区画室において、各々の区画室に、同一形状同一サイズの撹拌翼を備え、同一条件における最大回転速度が等しい撹拌機を設置した構成とすることができる。この場合、２つの撹拌機、好ましくは全ての撹拌機を同一の最大回転速度で稼働させて、装置の最大処理効率を保持しながら、本発明の効果を享受して、運転中における通液口を通じた原料スラリーの逆流を十分に防止することができる。
【0060】
以上のように、オートクレーブ装置において、各々の「区画室内における撹拌機の回転軸から通液口迄の液流経路の長さ（通液口迄の液流経路長）」を、区画室毎に異なる最適な長さとなるように構造を改良することにより、運転中における原料スラリーの逆流を防ぐことができる。これにより、原料スラリーを構成する鉱石や混合硫化物、マット等の原料（固形物）からの有価金属の浸出率の低下を防ぐことができる。
【符号の説明】
【0061】
１ オートクレーブ装置
２ 従来のオートクレーブ装置
１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ） 区画室
１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ） 撹拌機
１２１（１２１Ａ、１２１Ｂ） 撹拌軸
１２２（１２２Ａ、１２２Ｂ） 撹拌羽根
１３ 原料スラリー装入管
１４ 浸出液排出管
１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ） 隔壁
１５１（１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ） 通液口
１５２ 邪魔板
２ 従来のオートクレーブ装置
１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ） 区画室
１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ） 撹拌機
１２１（１２１Ａ、１２１Ｂ） 撹拌軸
１２２（１２２Ａ、１２２Ｂ） 撹拌羽根
１３ 原料スラリー装入管
１４ 浸出液排出管
１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ） 隔壁
１５１（１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ） 通液口
１５２ 邪魔板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】