特許 7559434 スラリーの搬送設備及びスラリーの送液方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-24

(45)【発行日】2024-10-02

(54)【発明の名称】スラリーの搬送設備及びスラリーの送液方法

(51)【国際特許分類】

   B65G 53/66 20060101AFI20240925BHJP

【ＦＩ】

B65G53/66 C

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020145229

(22)【出願日】2020-08-31

(65)【公開番号】P2022040485

(43)【公開日】2022-03-11

【審査請求日】2023-08-08

(73)【特許権者】

【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】100067736

【弁理士】

【氏名又は名称】小池 晃

(74)【代理人】

【識別番号】100192212

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 貴明

(74)【代理人】

【識別番号】100204032

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100200001

【弁理士】

【氏名又は名称】北原 明彦

(72)【発明者】

【氏名】樋口 浩隆

(72)【発明者】

【氏名】丹下 裕次

【審査官】大塚 多佳子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１５６５９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５２－０２５０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－１１３１７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｇ ５３／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の槽から第２の槽へと第１の流路を介してスラリーを送るスラリーの搬送設備であって、
少なくとも第１の槽には前記スラリーの液面レベルを計測するレベル計が備えられ、
前記第１の流路は、スラリー送液ポンプと、前記第１の槽と該スラリー送液ポンプとを接続する接続配管と、前記スラリー送液ポンプと前記第２の槽とを接続する第１の配管とを有し、
さらに、第２の流路として、遮断弁を備え、前記第１の配管から分岐して前記第１の槽へと戻る第２の配管を有し、
前記スラリー送液ポンプは停止することなく送液を続けており、
前記遮断弁の開放時は、前記第２の配管を前記スラリーが流れる際の圧力損失よりも、前記分岐より下流の前記第１の配管を前記スラリーが流れる際の圧力損失が大きくなるよう設計され、
前記遮断弁は、前記レベル計による計測結果に基づいて開閉の切り替えが可能であることを特徴とするスラリーの搬送設備。

【請求項2】

前記第２の配管を前記スラリーが流れる際の圧力損失と、前記分岐より下流の前記第１の配管を前記スラリーが流れる際の圧力損失との差は、前記第１の配管と前記第２の配管との高低差によるものであることを特徴とする請求項１に記載のスラリーの搬送設備。

【請求項3】

前記第２の配管を前記スラリーが流れる際の圧力損失と、前記分岐より下流の前記第１の配管を前記スラリーが流れる際の圧力損失との差は、前記第１の配管と前記第２の配管との直径の差によるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスラリーの搬送設備。

【請求項4】

前記第１の配管の前記分岐以降に下流方向へ流路が上りとなる区間を備え、該区間における圧力損失が前記第２の配管を前記スラリーが流れる際の圧力損失よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のスラリーの搬送設備。

【請求項5】

前記第１の配管が、前記第２の槽の前段にハイドロサイクロンを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のスラリーの搬送設備。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のスラリーの搬送設備を用いて、第１の槽から第２の槽へとスラリーを送液する方法であって、
前記第１の槽の液面レベルが第１の基準値以下となったことを異常として検知する液面異常検知工程と、
前記液面レベルの異常が検知された場合に、前記遮断弁を開く弁切替工程と、
前記弁切替工程後に前記第１の槽の液面レベルが第２の基準値以上となったことを正常として検知する液面正常検知工程と、
前記液面レベルの正常が検知された場合に、前記遮断弁を閉じる弁再切替工程と
を有することを特徴とするスラリーの送液方法。

【請求項7】

さらに、第２の槽内のスラリーの液面レベルを計測する第２のレベル計を備え、
前記第２のレベル計により前記第２の槽の液面レベルも計測し、
前記液面異常検知工程では、前記第１の槽の液面レベルが第１の基準値以下となるか、又は、前記第２の槽の液面レベルが第３の基準値以上となったことを異常として検知し、
液面正常検知工程では、前記第１の槽の液面レベルが第２の基準値以上となるか、又は、前記第２の槽の液面レベルが第４の基準値以下となったことを正常として検知することを特徴とする請求項６に記載のスラリーの送液方法。

【請求項8】

スラリーを構成する固形分の密度が、懸濁させる媒体の密度の２．０倍以上であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のスラリーの送液方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スラリーの送液に関し、より詳しくは、スラリー送液配管の閉塞を防止するためのスラリーの搬送設備及びスラリーの送液方法に関する。

【背景技術】

【0002】

スラリーの送液は、固形分の輸送方式の一つとして多く用いられている。例えば、有用金属を含む鉱石から目的成分を濃縮して精鉱を得る処理法や、硫酸等の浸出剤を用いて有用金属を浸出する処理法などは水を基本媒体とすることから湿式処理として知られ、これらの処理に先立ち固形分のスラリー化が行われる。

【0003】

このような鉱石スラリーは、例えば、分級処理のためにスラリー供給槽からハイドロサイクロン等へと送液される。個々の工程間のスラリーの輸送にはポンプと配管等の送液設備が用いられる。液単独を送液する場合と異なり、スラリーを送液する場合には比重や粘度等の物性値に基づいて送液設備を設計することがより重要である。ポンプに関して言えば、ポンプ能力が不足する場合には送液自体が出来ない一方、ポンプ能力が過大で配管径が小さい場合には配管の摩耗が顕著となる場合がある。

【0004】

例えば、特許文献１には、原料鉱石から鉱石スラリーを製造する鉱石スラリーの製造方法において、解砕・分級段階で除去されたオーバーサイズ粒子の一部を、鉱石スラリー濃縮段階に装入添加することによって、鉱石スラリーの粘度上昇を抑制できることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第５２５７５０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１のような方法を用いた場合であっても、送り出し側でスラリーが欠乏する時間帯や受け入れ側でスラリーを要しない時間帯においてはスラリー送液ポンプを停止することになる。スラリー送液ポンプの停止が一定時間以上となると送液配管中で固形分が沈降し、配管が閉塞してしまう。配管が閉塞した場合には、水で押し流すことで閉塞が解消する場合もあるが、固形物が密に詰まって閉塞している場合には配管を外して詰まりを除去することが必要になる。当然、この期間は操業を停止することとなり、経済性の面で好ましくない。

【0007】

このようなスラリー送液ポンプ停止時の送液配管中の固形分の沈降を防止する方法の一つにリングメインシステムがある。リングメインシステムとは、スラリー供給槽とスラリー送液ポンプを接続する接続配管と、スラリー送液ポンプの吐出側に接続され、その排出先がスラリー供給槽となったスラリーの循環システムと、スラリーの循環配管に備えられたスラリー抜出配管と抜出量調整のバルブ等からなるスラリー抜出システムとからなる。一般的にこのリングメインシステムでは、抜出するスラリーの数倍の量のスラリーが循環配管を循環しており、常に配管内で固形分が沈降しないだけの流速を維持するように設計される。しかしながら、このリングメインシステムも万能ではなく、送液先がハイドロサイクロンのような圧損（圧力損失）を生じる場合には、圧損を受けながら流量を確保するために循環配管側にも相応の送液圧力で流す必要があり、技術的にも経済的にも現実的ではない。

【0008】

そこで本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、槽内のスラリーレベルが変動した場合でもスラリー送液配管が固形分によって閉塞するのを回避し、安定的なスラリー送液が可能となるスラリーの搬送設備及びスラリーの送液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】

【0009】

本発明者等は、スラリー送液の工程において、操業負荷の変動等によりスラリーの供給が減少あるいは断続的に停止した場合に、スラリー送液ポンプを停止し、スラリー中固形分が沈降し送液配管を閉塞させる事態を回避する方法について検討を重ね、スラリー供給槽のレベルが低下した場合においても、スラリー送液ポンプを停止させないことでスラリー送液配管中の固形分の沈降による閉塞を回避する方法を見出し、本発明を完成するに至った。

【0010】

すなわち、本発明の一態様は、第１の槽から第２の槽へと第１の流路を介してスラリーを送るスラリーの搬送設備であって、少なくとも第１の槽にはスラリーの液面レベルを計測するレベル計が備えられ、第１の流路は、スラリー送液ポンプと、第１の槽とスラリー送液ポンプとを接続する接続配管と、スラリー送液ポンプと第２の槽とを接続する第１の配管とを有し、さらに、第２の流路として、遮断弁を備え、第１の配管から分岐して前記第１の槽へと戻る第２の配管を有し、スラリー送液ポンプは停止することなく送液を続けており、遮断弁の開放時は、第２の配管をスラリーが流れる際の圧力損失よりも、分岐より下流の第１の配管をスラリーが流れる際の圧力損失が大きくなるよう設計され、遮断弁は、レベル計による計測結果に基づいて開閉の切り替えが可能である。

【0011】

本発明の一態様によれば、第２の配管をスラリーが流れる際の圧力損失よりも、分岐より下流の第１の配管をスラリーが流れる際の圧力損失が大きくなるよう設計することで、遮断弁開放時には、第２の流路の方がスラリーの流量が多くなり、第１の槽のスラリーの液面レベルの変動に応じて、第２の流路を通してスラリーを循環させることができるため、槽内のスラリーレベルが変動した場合でもスラリー送液配管が固形分によって閉塞するのを回避し、安定的なスラリー送液が可能となる。

【0012】

このとき、本発明の一態様では、第２の配管をスラリーが流れる際の圧力損失と、分岐より下流の第１の配管をスラリーが流れる際の圧力損失との差は、第１の配管と第２の配管との高低差によるものであるとしてもよい。

【0013】

第１の配管と第２の配管とで高低差を持たせることで、第１の配管の圧力損失を大きくし、遮断弁開放時には、第２の流路の流量が多くなるようにすることができる。

【0014】

また、本発明の一態様では、第２の配管をスラリーが流れる際の圧力損失と、分岐より下流の第１の配管をスラリーが流れる際の圧力損失との差は、第１の配管と第２の配管との直径の差によるものであるとしてもよい。

【0015】

配管の直径を変化させることによって、第１の配管と第２の配管との圧力損失の差を調整することができる。

【0016】

また、本発明の一態様では、第１の配管の分岐以降に下流方向へ流路が上りとなる区間を備え、該区間における圧力損失が第２の配管をスラリーが流れる際の圧力損失よりも大きいとしてもよい。

【0017】

第１の流路に傾斜又は上向きの区間を設けることにより、第１の配管と第２の配管との圧力損失の差を調整するとともに、第１の配管内にスラリーが滞留するのを防止することができる。

【0018】

また、本発明の一態様では、前記第１の配管が、前記第２の槽の前段にハイドロサイクロンを備えてもよい。

【0019】

ハイドロサイクロンのように装置自身に大きな圧損を生じる装置であっても、本発明の一態様に係るスラリーの搬送設備を適用することにより、安定的なスラリー送液が可能となる。

【0020】

本発明の他の態様は、上述したスラリーの搬送設備を用いて、第１の槽から第２の槽へとスラリーを送液する方法であって、第１の槽の液面レベルが第１の基準値以下となったことを異常として検知する液面異常検知工程と、液面レベルの異常が検知された場合に、遮断弁を開く弁切替工程と、弁切替工程後に第１の槽の液面レベルが第２の基準値以上となったことを正常として検知する液面正常検知工程と、液面レベルの正常が検知された場合に、遮断弁を閉じる弁再切替工程とを有する。

【0021】

本発明の他の態様によれば、液面レベルが正常の場合は、第１の槽から第２の槽へとスラリーを送液し、液面レベルが第１の基準値以下になった場合には、遮断弁を開放して、第１の槽に戻るようにスラリーを循環させることにより、送液ポンプを止める必要がなく、槽内のスラリーレベルが変動した場合でもスラリー送液配管が固形分によって閉塞するのを回避し、安定的なスラリー送液が可能となる。

【0022】

このとき、本発明の他の態様では、さらに、第２の槽内のスラリーの液面レベルを計測する第２のレベル計を備え、第２のレベル計により第２の槽の液面レベルも計測し、液面異常検知工程では、第１の槽の液面レベルが第１の基準値以下となるか、又は、第２の槽の液面レベルが第３の基準値以上となったことを異常として検知し、液面正常検知工程では、第１の槽の液面レベルが第２の基準値以上となるか、又は、第２の槽の液面レベルが第４の基準値以下となったことを正常として検知するようにしてもよい。

【0023】

このようにすることにより、第２の槽で槽内のスラリーレベルが変動した場合でもスラリー送液配管が固形分によって閉塞するのを回避し、安定的なスラリー送液が可能となる。

【0024】

また、本発明の他の態様では、スラリーを構成する固形分の密度が、懸濁させる媒体の密度の２．０倍以上であるとしてもよい。

【0025】

上記比率の場合、スラリーを静置した際に固形分が沈澱しやすかったところ、本発明を適用することにより、スラリー送液配管が固形分によって閉塞するのを防止することができる。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、槽内のスラリーレベルが変動した場合でもスラリー送液配管が固形分によって閉塞するのを回避し、安定的なスラリー送液が可能となるスラリーの搬送設備及びスラリーの送液方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の一実施形態に係るスラリーの搬送設備の概略構成図である。

【図2】（Ａ）は、第１の槽の液面レベルを示した概略図であり、（Ｂ）は、第２の槽の液面レベルを示した概略図である。

【図3】ハイドロサイクロンを備える場合の、本発明の一実施形態に係るスラリーの搬送設備の概略構成図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るスラリーの送液方法におけるプロセスの概略を示す工程図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0028】

本発明を適用した具体的な実施の形態（以下、「本実施の形態」という。）について、以下の順序で図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることが可能である。
１．本発明の概要
２．スラリーの搬送設備
３．スラリーの送液方法

【0029】

＜１．本発明の概要＞
本発明の一実施形態に係るスラリーの搬送設備は、例えばニッケル酸化鉱石の高圧酸浸出法（Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ａｃｉｄ Ｌｅａｃｈ法：ＨＰＡＬ法）による湿式製錬プロセスおける鉱石スラリーの移送設備として用いられる。具体的には、以下に説明するようなプロセスの各所に適用することができる。

【0030】

例えば、ニッケル酸化鉱に含まれるクロマイトを回収するプロセスがある。このプロセスは大量処理装置（具体的にはシェークアウトマシーン等）によって篩分けなどの機械的な操作でオーバーサイズを分離し、分離したニッケル酸化鉱をスラリー化し、ハイドロサイクロンや比重分離機等を用いてさらに分離して、ニッケルを多く含む粒度の細かいゲーサイトと粒度の大きなクロマイトを得る技術である。

【0031】

原料のニッケル酸化鉱を供給するバルク処理は、鉱石の特性（湿潤して固着しやすくなった鉱石、寸法が大きく搬送設備を詰まらせやすい鉱石等）上、工程が断続的に停止する場合や負荷が増減する場合があり、下流に位置するクロマイト回収プラントも前工程の影響を受け、スラリーの送液の必要が断続的に切り替わる場合がある。クロマイト回収プラントでは、前述のとおり粒度の細かいゲーサイトと粒度の大きなクロマイトを分離しており、クロマイト回収プラント内の下工程側では粒径の大きい固形分の密度が媒体である水溶液の密度の２倍以上であることから、スラリーを静置すると直ちに固形分が沈降する。すなわち、スラリーの送液が不要になってスラリー送液ポンプを停止し、一定時間が経過すると送液配管中で固形分が沈降し、配管が閉塞してしまう。

【0032】

特に、ハイドロサイクロンのような装置自身に大きな圧損を生じる装置にポンプにてスラリーを供給する場合には、ポンプや配管に圧損を上回る大きな圧力でスラリーが通ることになり、ポンプ停止時には送液配管中の固形分が沈降して送液配管を閉塞させてしまう場合がある。

【0033】

そこで、本発明の一実施形態に係るスラリーの搬送設備及びスラリーの送液方法を適用することにより、スラリー送液配管が固形分によって閉塞するのを回避し、スラリーを安定的に送液できるようになる。

【0034】

＜２．スラリーの搬送設備＞
本発明の一実施形態に係るスラリーの搬送設備の構成について具体的に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るスラリーの搬送設備の概略構成図である。本発明の一態様は、第１の槽１１から第２の槽１２へと第１の流路Ｆ１を介してスラリーを送るスラリーの搬送設備１０であって、少なくとも第１の槽１１にはスラリーの液面レベルを計測するレベル計１３が備えられ、第１の流路Ｆ１は、スラリー送液ポンプＰと、第１の槽１１とスラリー送液ポンプＰとを接続する接続配管Ｔ０と、スラリー送液ポンプＰと第２の槽１２とを接続する第１の配管Ｔ１とを有し、さらに、第２の流路Ｆ２として、第１の配管Ｔ１から分岐して第１の槽１１へと戻る、遮断弁Ｖを備える第２の配管Ｔ２を有し、遮断弁Ｖの開放時は、第２の配管Ｔ２をスラリーが流れる際の圧力損失よりも、分岐Ｂｓより下流の第１の配管Ｔ１をスラリーが流れる際の圧力損失が大きくなるよう設計され、遮断弁Ｖは、レベル計１３による計測結果に基づいて開閉の切り替えが可能である。

【0035】

このような構成とすることにより、第２の配管Ｔ２をスラリーが流れる際の圧力損失よりも、分岐Ｂｓより下流の第１の配管Ｔ１をスラリーが流れる際の圧力損失が大きくなることで、遮断弁開放時には、第２の流路の方がスラリーの流量が多くなり、第１の槽のスラリーの液面レベルの変動に応じて、第２の流路を通してスラリーを循環させることができるため、槽内のスラリーレベルが変動した場合でもスラリー送液配管が固形分によって閉塞するのを回避し、安定的なスラリー送液が可能となる。

【0036】

一般に、圧力損失とは、流体が配管などを通る際に失うエネルギーのことで、配管の入口と出口の全圧の差で定義される。本発明の一態様では、第１の流路Ｆ１に関しては、第１の配管Ｔ１からの分岐する箇所Ｂｓから、第１の配管Ｔ１の下流側の端部Ｂｇ１までのエネルギー損失を計算して、第２の流路Ｆ２に関しては、第１の配管Ｔ１からの分岐する箇所Ｂｓから、第２の配管Ｔ２の下流側の端部Ｂｇ２までのエネルギー損失を計算して、すなわち第２の配管Ｔ２のエネルギー損失を計算して比較することができる（図１、図３参照）。圧力損失は、配管の摩擦係数、配管長さ、配管直径、流体の平均流速などから求めることができるが、本発明では第１の配管Ｔ１の流量と第２の配管Ｔ２の流量が等しくなる条件で圧力損失を計算している。

【0037】

本発明の一態様では、第２の配管をスラリーが流れる際の圧力損失と、分岐より下流の第１の配管をスラリーが流れる際の圧力損失との差を、第１の配管と第２の配管との高低差により生じさせてもよい。例えば、第１の配管を第２の配管よりも高所に設置することで、高さによって失われるエネルギーを大きくし、第１の配管による圧力損失を第２の配管による圧力損失よりも大きくすることができる。

【0038】

また、本発明の一態様では、第２の配管をスラリーが流れる際の圧力損失と、分岐より下流の第１の配管をスラリーが流れる際の圧力損失との差を、第１の配管と第２の配管との直径の差により生じさせてもよい。例えば、第１の配管の直径を第２の配管の直径よりも小さく（狭く）することで、第１の配管による圧力損失を第２の配管による圧力損失よりも大きくすることができる。

【0039】

また、本発明の一態様では、第１の配管の分岐以降に下流方向へ流路が上りとなる区間を備え、上りとなる区間における圧力損失が、第２の配管をスラリーが流れる際の圧力損失よりも大きくなるようにしてもよい。流路が上りとなる形態としては配管に傾斜を設けて徐々に高さが上がるようにしてもよいし、ほぼ垂直に配管が立ち上がるような形態でもよい。このようにすることで、第１の配管による圧力損失を相対的に大きくすることができるとともに、後述する液面レベルの異常が検知されて第１の流路への流量が減少した場合に、第１の配管内に残ったスラリーが滞留することを防止することができる。なお、流路が上りとなる区間の後に、同じ高さだけ下る区間が存在すると、配管全体の圧力損失としては上りと下りで相殺されてしまう。一方で、配管の最上部にスラリーが届かなければその先へ流れていくこともないことから、本発明の一態様では、第１の配管の分岐以降に下流方向へ流路が上りとなる区間における圧力損失が第２の配管をスラリーが流れる際の圧力損失よりも大きくなるようにすればよい。

【0040】

なお、第２の配管をスラリーが流れる際の圧力損失と、分岐より下流の第１の配管をスラリーが流れる際の圧力損失との差を生じさせる手段としては、上述した例の他にも、配管の長さを変化させてもよいし、配管内の摩擦係数や流体の平均流速が変化するように配管の形状を変えてもよい。あるいはこれらの条件を適宜組み合わせて変更してもよい。

【0041】

本発明における、第１の槽１１及び第２の槽１２は、例えば、スラリー貯槽やシックナー等である。また、後述するように、第１の配管Ｔ１経路上には第２の流路Ｆ２との分岐Ｂｓから次の設備との間で第２の配管Ｔ２よりも大きな圧力損失を生じさせられれば、ハイドロサイクロンのような分級装置が備えられていてもよい。第１の槽１１、第２の槽１２は例えば撹拌機１４、１６を備えることで槽内の固形分の沈降を防ぐことができる。スラリー送液は、第１の流路Ｆ１である第１の槽１１と第２の槽１２との間に接続されたスラリー送液ポンプＰとスラリー輸送配管（接続配管Ｔ０、第１の配管Ｔ１）を用いて行われる。

【0042】

本発明の一実施形態に係るスラリーの搬送設備１０は、さらに第２の流路Ｆ２として、第１の配管Ｔ１から分岐して第１の槽１１へと戻る第２の配管Ｔ２を有している。第２の配管Ｔ２は、第１の配管Ｔ１からの分岐部付近に遮断弁Ｖを有し、第１の流路Ｆ１を通じて通常送液する際には、遮断弁Ｖは閉じられ、第２の配管Ｔ２側へはスラリーは流れないようになっている。

【0043】

後述するように、例えば、槽内のスラリーの液面レベルに異常が生じた場合には、遮断弁Ｖが開かれるように制御される。この場合は、第１の流路は第２の流路に比較して圧力損失が高い為にスラリーは流れにくくなり、第２の流路にスラリーが多く流れるようになる。すなわち、この場合は、スラリーは第１の槽１１から第２の流路Ｆ２をたどって再度第１の槽１１へと戻される、循環経路をたどることになる。

【0044】

遮断弁Ｖの開閉は、例えば、制御部（図示せず）により自動で制御されることが好ましい。制御部は、第１の槽１１に備えられたレベル計１３からスラリーの液面レベルの情報を取得し、その計測結果に基づいて弁の開閉の切り替えを行う。また、本発明の一実施形態に係るスラリーの搬送設備は、流量計や圧力計を備えていてもよく、制御部は、スラリーの液面レベル以外にもスラリーの流量や圧力の計測結果も取得してこれらの情報からも判断して弁の開閉操作を制御するようにしてもよい。また、制御部は、弁の開閉操作以外にも、スラリー送液ポンプＰの回転数などを制御することによってポンプによる送液量を制御するようにしてもよい。

【0045】

図２（Ａ）は、第１の槽の液面レベルを示した概略図である。第１の槽１１は、槽内のスラリーの液面レベルを測定するためのレベル計１３や、槽内の固形分の沈降を防ぐための撹拌機１４を備える。第１の槽１１において、スラリーの液面レベルが、図２（Ａ）に示す液面レベルＬＬよりも下がってしまうと、スラリー送液ポンプを停止せざるを得ない状態となる。スラリー送液ポンプが停止してしまうと配管内にスラリーが滞留して固形分が沈降する恐れがあるため、本発明の一態様に係るスラリーの搬送設備では、例えば、スラリー送液ポンプ停止ラインＬＬよりも上部に第１の基準値Ｌ０を設定しておく。そしてレベル計による第１の槽内１１のスラリーの液面レベルが第１の基準値Ｌ０以下となった場合には、液面レベルを監視している制御部等から信号を送り、遮断弁Ｖを開くように制御する。

【0046】

このように制御することにより、スラリーの液面レベルが第１の基準値Ｌ０以下となった場合には、第２の流路Ｆ２を流れるようにしてスラリーを循環させることで、スラリーの液面レベルがスラリー送液ポンプ停止ラインＬＬよりも下がることを防止し、これにより、スラリー送液ポンプを停止させる必要がなくなるため、スラリー送液配管が固形分によって閉塞するのを回避し、安定的なスラリー送液が可能となる。なお、第２の流路Ｆ２にスラリーを流す際には、スラリー送液ポンプＰの回転数等を下げて、送液量を低減させてもよい。送り先が第１の槽１１自身であり近いため、スラリーが過度に失速して固形分が沈降する恐れが小さい。

【0047】

第２の流路Ｆ２によりスラリーを循環させると、第１の槽１１のスラリーの液面レベルの下降は止まり、前工程からのスラリーの供給により、第１の槽１１のスラリーの液面レベルは上昇していくため、一定水準（例えば、第２の基準値Ｈ０）まで達した際に、遮断弁Ｖを閉じるように制御する。あるいは、第２の流路Ｆ２に切り替えた後、一定時間経過後に第１の流路Ｆ１に切り替わるように制御してもよい。これにより、スラリーは第１の流路Ｆ１を通って第２の槽１２へと送られるようになる。なお、スラリー送液ポンプＰの出力を下げていた場合には、ポンプの出力を上げて元の送液量の状態に戻すように制御する。

【0048】

本発明の一実施形態に係るスラリーの搬送設備１０では、さらに、第２の槽１２の液面レベルに応じて弁開閉操作を行ってもよい。図２（Ｂ）は、第２の槽の液面レベルを示した概略図である。第２の槽１２では、スラリーの液面レベルが図２（Ｂ）に示す液面レベルＨＨ以上となった場合には（溢れや蓋の破損を防ぐため）スラリー送液ポンプを停止せざるを得ない状態となる。そこで、例えば、スラリー送液ポンプ停止ラインＨＨよりも下部に第３の基準値Ｈ１を設定しておく。そして第２のレベル計１５により第２の槽１２内のスラリーの液面レベルが第３の基準値Ｈ１以上となった場合には、液面レベルを監視している制御部等から信号を送り、遮断弁Ｖを開くように制御する。このように制御された状態で、第２の槽１２内のスラリーは次工程へと送られるにつれ減少し、スラリーの液面レベルが一定水準（例えば、第４の基準値Ｌ１）まで達した際に、今度は遮断弁Ｖを閉じるように制御する。

【0049】

本発明の一実施形態に係るスラリーの搬送設備２０は、ハイドロサイクロン３０を介したスラリー送液に好ましく適用することができる。図３は、ハイドロサイクロンを備える場合の、本発明の一実施形態に係るスラリーの搬送設備の概略構成図である。ハイドロサイクロンとは、固体粒子（鉱石）を含む懸濁溶液（スラリー）を高圧（高速）でハイドロサイクロンの円周方向に送り込むことにより、生じる遠心力の差によって固体粒子（鉱石）をその粒径等によって分級する装置である。ハイドロサイクロンへ送液する場合、１００ｋＰａ～２００ｋＰａ程度の高圧でスラリーを送液する必要があるため、ひとたびスラリー送液ポンプを停止してしまうと、ポンプを再稼働して高圧状態へ復帰させるまでに時間と手間が掛かる。本発明の一態様では、スラリーを循環させる経路を設けてスラリーを循環させることができ、ポンプを停止させる必要がないため、ハイドロサイクロン３０のような高圧送液が必要な場合であっても、設備停止による損失を低減して安定的にスラリーを送液することが可能となる。

【0050】

＜３．スラリーの送液方法＞
次に、本発明の一実施形態に係るスラリーの送液方法について説明する。図４は、本発明の一実施形態に係るスラリーの送液方法におけるプロセスの概略を示す工程図である。本発明の一態様は、上述したスラリーの搬送設備１０を用いて、第１の槽１１から第２の槽１２へとスラリーを送液する方法であって、第１の槽１１の液面レベルが第１の基準値Ｌ０以下となったことを異常として検知する液面異常検知工程Ｓ１と、液面レベルの異常が検知された場合に、遮断弁Ｖを開く弁切替工程Ｓ２と、弁切替工程Ｓ２後に第１の槽１１の液面レベルが第２の基準値Ｈ０以上となったことを正常として検知する液面正常検知工程Ｓ３と、液面レベルの正常が検知された場合に、遮断弁Ｖを閉じる弁再切替工程Ｓ４とを有する。

【0051】

このように、液面レベルが正常の場合は、第１の槽から第２の槽へとスラリーを送液し、液面レベルが第１の基準値以下になった場合には、遮断弁を開放して、第１の槽に戻るようにスラリーを循環させることにより、送液ポンプを止める必要がなく、槽内のスラリーレベルが変動した場合でもスラリー送液配管が固形分によって閉塞するのを回避し、安定的なスラリー送液が可能となる。以下、各工程について説明する。

【0052】

液面異常検知工程Ｓ１は、第１の槽１１の液面レベルが第１の基準値Ｌ０以下となったことを検知する工程である。第１の槽１１において、スラリーの液面レベルが、図２（Ａ）に示すラインＬＬよりも下がってしまうと、スラリー送液ポンプを停止せざるを得ない状態となるため、第１の基準値Ｌ０は、スラリー送液ポンプ停止ラインＬＬよりも上部に設定する。そして、レベル計によるスラリーの液面レベルが第１の基準値Ｌ０以下となった場合には、液面レベルを監視している制御部等により、次に説明する弁切替工程Ｓ２を行う。

【0053】

弁切替工程Ｓ２では、液面レベルの異常が検知された場合に、遮断弁Ｖを開く。遮断弁の開閉操作は、例えば、レベル計によるスラリーの液面レベルの情報を受けて制御部により自動的に開閉されるような機構とすることが好ましい。遮断弁Ｖを開くことによって、スラリーは第２の流路に多く流れるようになり、スラリーは第２の流路Ｆ２を通って第１の槽１１へと戻されて循環することとなる。このとき、スラリー送液ポンプＰの送液流量を下げるように制御してもよい。弁切替工程Ｓ２を行うことで、液面レベルの異常が検知された場合であってもスラリー送液ポンプを止める必要がないため、スラリー送液配管が固形分によって閉塞するのを回避し、安定的なスラリー送液が可能となる。

【0054】

液面正常検知工程Ｓ３では、第１の槽１１の液面レベルが第２の基準値Ｈ０以上となったことを検知する。既に弁切替工程Ｓ２で、第２の流路によりスラリーを第１の槽を通じて循環させることで、第１の槽の液面レベルは下降しなくなっている。そして、前工程からのスラリーの供給により、第１の槽の液面レベルは次第に上昇していき第２の基準値Ｈ０以上となったところで、第２の槽１２への送液を要する状態に復帰したと判断する。この時も、制御部等により、次に説明する弁再切替工程Ｓ４を行う。第２の基準値Ｈ０の位置は第１の基準値Ｌ０の上部で第１の槽の最上面よりも下であれば特に限定はされない。第２の基準値Ｈ０を第１の基準値Ｌ０と一致させることも可能であるが、遮断弁Ｖの切り替えが頻繁となる。

【0055】

弁再切替工程Ｓ４では、液面レベルの正常が検知された場合に、遮断弁Ｖを閉じる。遮断弁Ｖを閉じることによって、スラリーは再度、第１の槽から第２の槽へと送液されるようになる。弁切替工程Ｓ２でスラリー送液ポンプＰの出力を下げていた場合には、ポンプの出力を元に戻す。

【0056】

また、本発明の一態様に係るスラリーの送液方法においても、さらに、第２の槽１２の液面レベルに応じて弁開閉操作を行ってもよい。この場合は、上述したように、第３の基準値Ｈ１をスラリー送液ポンプ停止ラインＨＨよりも下部に設定しておき、液面レベルが第３の基準値Ｈ１以上となったらスラリーの受け入れを停止し、液面レベルが下がって第４の基準値Ｌ１以下となったところでスラリーの受け入れを再開するようにしてもよい。第３の基準値Ｈ１の位置は第４の基準値Ｌ１の上部でスラリー送液ポンプ停止ラインＨＨ（たとえば第２の槽１２の最上面）よりも下であれば特に限定はされない。第３の基準値Ｈ１を第４の基準値Ｌ１と一致させることも可能であるが、遮断弁Ｖの開閉が頻繁となる。

【0057】

なお、本発明では、用語「異常」「正常」を日常的な一般用語とは異なる意味で使っている。本発明の「異常」とは、第１の槽１１の保有スラリー量が少ない状況または第２の槽１２の保有スラリー量が多い状況を意味し、すなわち２槽間で送液過剰な状況といえる。本発明の「正常」とは、第１の槽１１の保有スラリー量が適正な状況、第１の槽１１の保有スラリー量が多い状況、第２の槽１２の保有スラリー量が適正な状況、第２の槽１２の保有スラリー量が少ない状況のいずれかを意味し、すなわち２槽間で送液不足な状況または送液可能な状況といえる。保有スラリーのほかの条件（たとえば槽内温度など）が不都合な値を示した場合でも、本発明の「異常」「正常」の判断には影響を及ぼさない。

【0058】

また、本発明の一実施形態に係るスラリーの送液方法では、スラリーを構成する固形分の密度が、懸濁させる媒体の密度の２．０倍以上であるとしてもよい。ニッケル酸化鉱に含まれるクロマイトの回収の例で説明したように、粒径の大きい固形分と媒体である水溶液との密度比が２．０以上であるとスラリーを静置した際に固形分が沈澱しやすくなるが、本発明を適用することにより、スラリー送液配管が固形分によって閉塞するのを防止することができる。

【実施例】

【0059】

以下に示す実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、この実施例によって何ら限定されるものではない。

【0060】

（実施例１）
図２及び図３に示す構成図からなるスラリー送液用の設備構成にて、固形分を構成する粒子中の４５％が粒径４５μｍ以下であり、固形分の比重が２．５ｇ／ｃｍ^３、水を媒体とするスラリーをスラリー供給槽からハイドロサイクロンを介して次工程の槽へと供給した。

【0061】

スラリー供給槽の前工程の負荷が低くなり、スラリー供給槽へのスラリーの供給量が減ったため、スラリー供給槽のスラリーレベルが基準値Ｌ０まで低下した。このとき、スラリー送液ポンプの回転数は減少し、第２の配管に備わる遮断弁を開放することで、第２の配管を通じてスラリーはスラリー供給槽へ自己循環した。スラリーの自己循環中にスラリー供給槽のスラリーレベルはＨ０まで上昇し、第２の配管に備わる遮断弁は閉止し、スラリー送液ポンプはハイドロサイクロンの入り口に設置された圧力計が設定値（２１０kPaG）となるよう回転数が調整され、ハイドロサイクロンへのスラリーの供給が再開できた。５分後、スラリー供給槽のスラリーレベルがＬ０まで低下したが、前記の機構によりスラリーは自己循環され、スラリー供給槽のスラリーレベルがＨ０まで上昇したところ、前記同様の機構により設定供給圧力でのハイドロサイクロンへのスラリーの供給が再開された。この間、スラリー中の固形分の沈降に伴う配管の閉塞はなく、閉塞解消のための設備停止は必要なかった。

【0062】

以上の結果から、本発明の一実施形態に係るスラリーの搬送設備及びスラリーの送液方法を適用することにより、固形分の沈降によるスラリー送液配管の閉塞が回避され、閉塞除去のための作業を特段行うことなく、スラリーの送液が再開可能となることが分かった。

【0063】

なお、上記のように本発明の一実施形態及び実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。

【0064】

例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、スラリーの搬送設備及びスラリーの送液方法の構成も本発明の一実施形態及び実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

【符号の説明】

【0065】

１０，２０ スラリーの搬送設備、１１，２１ 第１の槽、１２，２２ 第２の槽、１３ レベル計、１４，１６ 撹拌機、１５ 第２のレベル計、２３ 圧力計、３０ ハイドロサイクロン、Ｐ スラリー送液ポンプ、Ｖ 遮断弁、Ｔ０ 接続配管、Ｔ１ 第１の配管、Ｔ２ 第２の配管、Ｆ１ 第１の流路、Ｆ２ 第２の流路、Ｂｓ 第１の配管からの分岐、Ｂｇ１ 第１の配管の下流側の端部、Ｂｇ２ 第２の配管の下流側の端部、ＬＬ，ＨＨ スラリー送液ポンプ停止ライン、Ｌ０ 第１の基準値、Ｈ０ 第２の基準値、Ｈ１ 第３の基準値、Ｌ１ 第４の基準値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】