特許 7571477 フラッシュベッセル内からの残留物の排出方法

(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】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】フラッシュベッセル内からの残留物の排出方法

(51)【国際特許分類】

   C22B 3/44 20060101AFI20241016BHJP

   B01J 3/02 20060101ALI20241016BHJP

   C01G 53/00 20060101ALI20241016BHJP

   C22B 3/08 20060101ALI20241016BHJP

   C22B 23/00 20060101ALI20241016BHJP

【ＦＩ】

C22B3/44 101B

B01J3/02 C

C01G53/00 B

C22B3/08

C22B23/00 102

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020185779

(22)【出願日】2020-11-06

(65)【公開番号】P2022075169

(43)【公開日】2022-05-18

【審査請求日】2023-09-22

(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】100136825

【弁理士】

【氏名又は名称】辻川 典範

(72)【発明者】

【氏名】栗本 広大

【審査官】磯部 香

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－２０３１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２４０５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／１０５４５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－０４９４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２６８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０３３９１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２２Ｂ ３／４４

Ｂ０１Ｊ ３／０２

Ｃ０１Ｇ ５３／００

Ｃ２２Ｂ ３／０８

Ｃ２２Ｂ ２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原料の鉱石スラリーをスラリー温度２００～２７０℃及び雰囲気圧力１.８～５.８ＭＰａＧの高温高圧条件で酸浸出処理するオートクレーブの後段に位置するフラッシュベッセルの内部に残留する残留物を運転停止後に排出する排出方法であって、
前記残留物を洗浄水で置換すると共に前記フラッシュベッセルの内圧を降下させる工程と、前記置換後に前記洗浄水で希釈された状態で前記フラッシュベッセル内に残留する希釈残留物をドレン弁を開けてドレン管から排出する工程とからなり、前記ドレン管から排出されずに前記フラッシュベッセル内に残存する希釈残留物の液位がマンホールの開口部の下端レベルよりも低くなるように、前記ドレン弁を開ける時の前記フラッシュベッセルの内圧を調整することを特徴とするフラッシュベッセル内の残留物の排出方法。

【請求項2】

前記ドレン弁を開ける時の前記フラッシュベッセルの内圧が大気圧以上１００ｋＰａＧ以下となるように前記内圧の降下を調整することを特徴とする、請求項１に記載のフラッシュベッセル内の残留物の排出方法。

【請求項3】

前記鉱石スラリーが、ニッケル酸化鉱石に水を添加して調製したスラリーであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のフラッシュベッセル内の残留物の排出方法。

【請求項4】

前記洗浄水は前記オートクレーブの上流側から導入され、前記残留物が浸出残渣、スケール、及びレンガ片を含んでいることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフラッシュベッセル内の残留物の排出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フラッシュベッセル内からの残留物の排出方法に関し、特に、鉱石スラリーの高圧酸浸出処理を行なうオートクレーブの後段に位置するフラッシュベッセル内から運転停止時に主として浸出残渣からなる残留物を排出する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、鉄を主成分とするニッケル酸化鉱石に対して高温加圧下で硫酸を添加して酸浸出を行なうＨＰＡＬ（Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ａｃｉｄ Ｌｅａｃｈ）法とも称する高圧酸浸出法による湿式製錬プロセスが注目されている。この高圧酸浸出法は、一貫した湿式工程で処理を行なうことで、ニッケル品位１～２質量％程度の低ニッケル品位のニッケル酸化鉱石からニッケル及びコバルトを回収することができるうえ、従来の一般的なニッケル酸化鉱石の乾式製錬法とは異なり、乾燥工程や焙焼工程等の乾式処理工程を含んでいないのでエネルギー的及びコスト的に有利な処理法である。

【0003】

上記の高圧酸浸出法によるニッケル製錬方法は、例えばニッケル酸化鉱石に水を加えて鉱石スラリーを調製する鉱石スラリー調製工程と、該鉱石スラリーをオートクレーブと称する加圧浸出反応器内に導入し、高温高圧下で浸出処理を施して該鉱石中のニッケル及びコバルトを浸出する浸出工程と、該浸出工程で得たニッケル及びコバルトを含む浸出液を浸出残渣から固液分離して回収する固液分離工程と、該浸出液をｐＨ３～４で中和処理することで該浸出液に含まれる鉄等の不純物元素を分離除去する中和工程と、該不純物元素が除去された浸出液に硫化水素ガス等の硫化剤を供給してニッケルコバルト混合硫化物を生成する硫化工程とを有している。

【0004】

上記の浸出工程においては、例えば特許文献１に示すようにオートクレーブに鉱石スラリーを装入し、更に硫酸及び高圧蒸気を導入して温度２２０～２５０℃、圧力３,０００～４,５００ｋＰａＧの高温高圧下でニッケルやコバルトの浸出処理を行なう。この浸出工程の次工程の固液分離工程では、一般的にシックナー等を用いて重力沈降法により浸出残渣の分離除去を行なうので、上記のオートクレーブから排出される高温高圧の浸出スラリーは、該シックナーに供給する前に該オートクレーブよりも低圧のフラッシュベッセルに導入してフラッシュさせる。このフラッシュにより発生した蒸気を回収すると共に該蒸気発生時の潜熱により浸出スラリーの温度を降温することが行なわれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１０－０３１３４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のフラッシュベッセルは、前段のオートクレーブから移送される蒸気や硫酸を含んだ浸出スラリーに対する耐腐食性及び耐摩耗性を高めるため、内面にレンガが内張されている。しかしながら、フラッシュベッセル内では、フラッシュにより発生する蒸気量の変動や発生した蒸気の減圧による体積膨張が生じるうえ、頂部から浸出スラリーが勢いよく導入されるため、上記レンガに繰り返しかかる膨張収縮の応力や浸出スラリーとの衝突などによる外部からの強い衝撃によりレンガが脱落することがあった。そのため、定期的に運転を停止してフラッシュベッセルの胴部に設けられているマンホールを開放し、フラッシュベッセル内の状態を点検したりレンガを補修したりすることが必要になる。

【0007】

上記のように、運転停止後にフラッシュベッセルのマンホールを開放して内部の点検等を行なうには、当該フラッシュベッセル内の圧力を常圧まで降圧すると共に、フラッシュベッセル内に残存している浸出スラリーや浸出残渣などの残留物をフラッシュベッセル外へ排出する必要がある。この残留物の排出法としては、従来、フラッシュベッセル内の圧力がある程度降圧された時点で、フラッシュベッセル内に工業用水などの洗浄水を導入することで、該フラッシュベッセル内に残存している浸出スラリーや浸出残渣などの残留物を希釈して流動性の高い希釈残留物の状態にした後、フラッシュベッセルの底部に設けられているドレン管のドレン弁を開けることでフラッシュベッセル内の残圧を利用して該希釈残留物を排出する方法を採用していた。

【0008】

しかしながら、上記の希釈残留物には、浸出スラリーや浸出残渣のほか、脱落したレンガやオートクレーブの内壁部から剥離したものと思われるスケールが含まれていることがあり、排出の際にドレン管を閉塞させることがあった。このように希釈残留物のフラッシュベッセルからの排出中にドレン管が閉塞すると、該フラッシュベッセルのマンホールの開口部の下端部よりも低い液位まで希釈残留物を排出することができなくなる。この場合、無理やりマンホールの扉を開けるとマンホールの周囲にスラリーが飛散するため、その清掃等の作業に時間がかかるうえ、フラッシュベッセル内に残留する希釈残留物を手作業で抜き出す必要があるため、作業員に過度の負担がかかっていた。

【0009】

本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、フラッシュベッセルの運転停止後の開放点検に際して、浸出スラリーや浸出残渣などの残留物が工業用水などの洗浄水で希釈された状態でフラッシュベッセル内に残存する希釈残留物を、マンホールを開放することが可能な液位まで排出することが可能な排出方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するため、本発明に係るフラッシュベッセル内からの残留物の排出方法は、原料の鉱石スラリーをスラリー温度２００～２７０℃及び雰囲気圧力１.８～５.８ＭＰａＧの高温高圧条件で酸浸出処理するオートクレーブの後段に位置するフラッシュベッセルの内部に残留する残留物を運転停止後に排出する排出方法であって、前記残留物を洗浄水で置換すると共に前記フラッシュベッセルの内圧を降下させる工程と、前記置換後に前記洗浄水で希釈された状態で前記フラッシュベッセル内に残留する希釈残留物をドレン弁を開けてドレン管から排出する工程とからなり、前記ドレン管から排出されずに前記フラッシュベッセル内に残存する希釈残留物の液位がマンホールの開口部の下端レベルよりも低くなるように、前記ドレン弁を開ける時の前記フラッシュベッセルの内圧を調整することを特徴としている。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、フラッシュベッセルの運転停止後の開放点検に際して、浸出スラリーや浸出残渣などの残留物が工業用水などの洗浄水で希釈された状態でフラッシュベッセル内に残存する希釈残留物を、マンホールを開放することが可能な液位まで排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態の残留物の排出方法が適用されるフラッシュベッセルを有するＨＰＡＬプラントを用いて行なわれる湿式製錬プロセスのブロックフロー図である。

【図2】本発明の実施形態の残留物の排出方法が適用されるプレヒータータンク、オートクレーブ及びフラッシュベッセルで構成される処理装置の模式的フロー図である。

【図3】図２のフラッシュベッセルに対して本発明の実施形態の残留物の排出方法で希釈残留物を排出した後の状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

先ず、本発明の実施形態に係る残留物の排出方法が適用されるフラッシュベッセルを有するＨＰＡＬプラントを用いて行なわれる湿式製錬プロセスについて図１を参照しながら説明する。この図１に示す湿式製錬プロセスは、原料のニッケル酸化鉱石に対して粉砕処理や篩分け等を行なうことでニッケル酸化鉱石を所定の粒度にそろえる前処理工程Ｓ１と、上記の前処理されたニッケル酸化鉱石に水を加えて調製した鉱石スラリーに対して硫酸を添加して高温高圧下で酸浸出処理を施すことで有価金属としてのニッケル及びコバルトを浸出させる浸出工程Ｓ２と、該酸浸出処理により生成した浸出スラリーを好適には複数段のフラッシュにより降圧降温した後、連続する複数のシックナーに該浸出スラリーと洗浄水とを互いに向流に流すことにより該有価金属を含む浸出液を浸出残渣から分離する向流多段洗浄工程Ｓ３と、浸出液に中和剤を添加して該浸出液に含まれる不純物元素を中和澱物として分離除去して中和終液を得る中和工程Ｓ４と、該中和終液に硫化水素等の硫化剤を添加することによりニッケル及びコバルトを混合硫化物の形態で回収する硫化工程Ｓ５と、上記混合硫化物の回収時に排出されるニッケル貧液に消石灰等の中和剤を添加して無害化処理を行なう最終中和工程Ｓ６とから一般的に構成される。

【0014】

上記の一連の湿式工程のうち、浸出工程Ｓ２では図２に示すような円筒形の圧力容器を横向きにした形状のオートクレーブ１０が用いられる。このオートクレーブ１０は、内部が堰１０ａによって１列に並ぶ複数の貯留部１０ｂ（図２では４つの貯留部１０ｂが例示されている）に区切られており、これら複数の貯留部１０ｂのうちの最も上流側に位置する紙面左端の貯留部１０ｂに鉱石スラリー供給ライン１１及び硫酸供給ライン１２を介してそれぞれ鉱石スラリー及び硫酸が供給される。なお、鉱石スラリーは、後述するフラッシュベッセルから排出される蒸気を熱源とする好適には２又は３段のプレヒーターで所定の温度まで加熱してからオートクレーブ１０に導入される。

【0015】

上記のオートクレーブ１０には、更に蒸気供給ライン１３を介して高圧蒸気が導入される。これによりオートクレーブ１０内に装入された鉱石スラリーは、各貯留部１０ｂに設けられている図示しない攪拌機によって撹拌されながら堰１０ａをオーバーフローして順次下流側に隣接する貯留部１０ｂに移送されるうちにスラリー温度２００～２７０℃程度、雰囲気圧力１.８～５.８ＭＰaＧ程度の高温高圧下で酸浸出処理が施され、有価金属としてのニッケル及びコバルトが浸出される。

【0016】

このようにして生成された浸出液及び浸出残渣からなる浸出スラリーは、最も下流側に位置する紙面右端の貯留部１０ｂにおいてオートクレーブ１０の上部から垂下する浸出スラリー抜出ライン１４によって抜き出される。なお、上記の原料のニッケル酸化鉱石には、主としてリモナイト鉱及びサプロライト鉱等のいわゆるラテライト鉱が用いられる。ラテライト鉱は通常はニッケル含有量が０.８～２.５質量％であり、水酸化物又はケイ苦土（ケイ酸マグネシウム）鉱物の形態で含まれている。

【0017】

浸出スラリー抜出ライン１４によって抜き出された浸出スラリーは、次工程の向流多段洗浄工程Ｓ３において、連続する複数のシックナーで向流多段洗浄が行なわれる前に、好適には２又は３基の直列に接続されたフラッシュベッセルに導入され、ここでほぼ大気圧まで段階的に降圧される。なお、図２には、第１フラッシュベッセル２０及び第２フラッシュベッセル３０が直列に２基接続された場合が例示されている。

【0018】

上記の第１、第２フラッシュベッセル２０、３０は、いずれも縦型円筒形状の胴部と、その上下に接合される略半球状の頂部及び底部からなる圧力容器であり、該頂部には浸出スラリーの供給用ラインと、フラッシュにより発生する蒸気の回収用ラインとが接続しており、該胴部には発生した蒸気の潜熱で降温した浸出スラリーのオーバーフロー用ラインが接続している。また、これら第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の各々の内壁面には、図３に示すように、耐腐食及び耐摩耗のため、例えばＳＥＭＣＯ社製の‘Ｒ’ Ａｃｉｄ Ｂｒｉｃｋなどのレンガ２０ａ、３０ａが好ましくは２～３層の厚みで内張りされている。なお、ＨＰＡＬプラントのフラッシュベッセルは、一般的には直径が４～６ｍ程度であり、最下部から最高部までの高さが１０～１２ｍ程度である。

【0019】

より具体的に説明すると、前段の第１フラッシュベッセル２０は、その頂部に前述した浸出スラリー抜出ライン１４が接続しており、オートクレーブ１０の最も下流側の貯留部１０ｂから圧力差により抜き出された浸出スラリーは、この浸出スラリー抜出ライン１４によって第１フラッシュベッセル２０に移送される。この浸出スラリー抜出ライン１４にはレベル制御弁１４ａが設けられており、浸出スラリーはこのレベル制御弁１４ａを通過することによって降圧すると共に、この降圧によるフラッシュで発生する蒸気によって蒸発潜熱が奪われて降温する。なお、オートクレーブ１０の最も下流側の貯留部１０ｂには液位計が設けられており、この液位計によりレベル制御弁１４ａの開度が制御される。

【0020】

上記のレベル制御弁１４ａの２次側でのフラッシュにより発生した蒸気は、第１フラッシュベッセル２０内において浸出スラリーから気液分離して頂部のノズルから排出され、ここに接続する第１蒸気回収ライン２１によって好ましくはオートクレーブ１０の上流側に設けられているプレヒータータンク１、３に移送され、ここで熱源として利用される。一方、蒸気が分離した後の浸出スラリーは、第１フラッシュベッセル２０内の下部に一時的に滞留した後、該第１フラッシュベッセル２０の胴部のオーバーフロー用ノズルからオーバーフローにより抜き出される。なお、第１フラッシュベッセル２０内の運転条件は、例えば温度１８０～２２０℃程度、圧力１.６～２.２ＭＰａＧ程度である。

【0021】

上記の第１フラッシュベッセル２０のオーバーフロー用ノズルから抜き出された浸出スラリーは、この第１フラッシュベッセル２０のオーバーフロー用ノズルと後段の第２フラッシュベッセル３０の頂部とを接続する第１スラリー移送ライン２２によって第２フラッシュベッセル３０に移送される。この第１スラリー移送ライン２２にはスラリー排出弁２２ａが設けられており、浸出スラリーはこのスラリー排出弁２２ａを通過することによってほぼ大気圧まで降圧すると共に、この降圧によるフラッシュにより発生する蒸気によって蒸発潜熱が奪われて降温する。

【0022】

上記のスラリー排出弁２２ａの２次側でのフラッシュにより発生した蒸気は、第２フラッシュベッセル３０内において浸出スラリーから気液分離して頂部のノズルから排出され、ここに接続する第２蒸気回収ライン３１によって好ましくはオートクレーブ１０の上流側に設けられているプレヒータータンク１、３に移送され、ここで熱源として利用される。一方、蒸気が分離した後の浸出スラリーは、第２フラッシュベッセル３０内の下部に一時的に滞留した後、該第２フラッシュベッセル３０の胴部のオーバーフロー用ノズルからオーバーフローにより抜き出される。

【0023】

上記第２フラッシュベッセル３０のオーバーフロー用ノズルから抜き出された浸出スラリーは、このオーバーフロー用ノズルに接続している第２スラリー移送ライン３２を介して図示しないシックナー群に送液される。これらシックナー群は直列に接続されており、浸出スラリーと洗浄液とを互いに向流に流すことによって重力沈降による固液分離を繰り返しながら多段洗浄が行なわれる。これにより、主にヘマタイト（Ｆｅ_２Ｏ_３）からなる浸出残渣が最も下流側のシックナーの底部から抜き出されると共に、上澄み液としてのニッケル及びコバルトを含む浸出液が最も上流側のシックナーからオーバーフローにより回収される。なお、各シックナーには固液分離を促進するため必要に応じて凝集剤が添加される。

【0024】

上記の最も上流側のシックナーから回収された浸出液は、次工程の中和工程Ｓ４において、炭酸カルシウム、消石灰、水酸化ナトリウム等の中和剤が添加され、好適にはｐＨ１～４の範囲内に調整される。これにより、浸出液に含まれる鉄やアルミニウム等の不純物元素が中和澱物として除去される。この中和澱物の除去により得られる中和終液は、次工程の硫化工程Ｓ５において硫化水素、硫化ナトリウム、水素化硫化ナトリウム等の硫化剤が添加され、該中和終液に含まれるニッケル及びコバルトからニッケルコバルト混合硫化物が生成される。

【0025】

上記のニッケルコバルト混合硫化物の回収時に排出されるニッケル濃度の低いニッケル貧液は、最終中和工程Ｓ６において好ましくは上記の向流多段洗浄工程Ｓ３から排出される浸出残渣と共に消石灰などの中和剤で無害化される。なお、上記の中和終液に亜鉛が含まれる場合は、上記硫化工程Ｓ５でニッケルコバルト混合硫化物を生成する前に微加圧状態で中和終液に硫化剤を添加することで脱亜鉛処理するのが好ましい。

【0026】

上記の湿式製錬プロセスの操業が行なわれるＨＰＡＬプラントの運転停止後の定期点検・修理においては、フラッシュベッセルの胴部に設けられているマンホールを開放して作業する必要がある。そのため、オートクレーブ１０の上流側に設けられているプレヒータータンクへの鉱石スラリータンクからの鉱石スラリーの供給を停止すると共に、オートクレーブ１０への硫酸の導入を停止することで運転停止した後は、該プレヒータータンク１、３に対して工業用水などの洗浄水の導入を開始すると共に、オートクレーブ１０への高圧蒸気の供給量を徐々に減らすことでオートクレーブ１０内の温度を所定の速度で降温させる。

【0027】

上記のプレヒーターが複数段で構成される場合は、上記洗浄水はそれらのうちの最も上流側の段から導入し、順次後段に移送するのが好ましい。例えば図２に示すように、２段のプレヒータータンクで構成される場合は、洗浄水を１段目のプレヒータータンク１に供給することで、この１段目のプレヒータータンク１内に残留する鉱石スラリーを該洗浄水で徐々に置換する。１段目のプレヒータータンク１と２段目のプレヒータータンク３とは鉱石スラリー移送ライン２で接続されており、洗浄水により希釈された鉱石スラリーは、１段目のプレヒータータンク１の底部から排出された後、この鉱石スラリー移送ライン２を介して２段目のプレヒータータンク３に移送される。

【0028】

２段目のプレヒータータンク３においても、上記の１段目のプレヒータータンク１と同様に、内部に残留する鉱石スラリーを洗浄水で徐々に置換する。該洗浄水で希釈された鉱石スラリーは２段目のプレヒータータンク３の底部から排出された後、この２段目のプレヒータータンク３とオートクレーブ１０とを接続する前述した鉱石スラリー供給ライン１１を介してオートクレーブ１０に移送される。以降は同様にして、オートクレーブ１０、第１フラッシュベッセル２０、及び第２フラッシュベッセル３０において、それらの内部に残留する鉱石スラリーや浸出スラリー等の残留物を洗浄水で徐々に置換する。この洗浄水による系内の残留物の置換をしばらく行ない、第２フラッシュベッセル３０から排出される洗浄水にほとんど固形分が含まれなくなるのを確認した後、プレヒータータンク１、３への洗浄水の導入を停止する。

【0029】

上記の洗浄水による置換により、プレヒータータンク１、３及びオートクレーブ１０内の残留物はほぼ排出することができるが、第１、第２フラッシュベッセル２０、３０においては、胴部のオーバーフロー用ノズルからスラリーが排出されるため、フラッシュベッセル内にもともと残留していた浸出残渣のほか、オートクレーブ１０から移送される希釈された残留物に含まれる鉱石や浸出残渣、系内の接液部から剥離したスケール、及び脱落したレンガ片などの固形物が、洗浄水と混じり合った希釈残留物の状態で上記のオーバーフロー用ノズルより下方に残存する。

【0030】

上記の第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の底部には、ドレン弁２４、３４を備えたドレン管２３、３３がそれぞれ設けられており、通常は閉状態にあるこれらドレン弁２４、３４を開けることで、上記の第１、第２フラッシュベッセル２０、３０内に残存している希釈残留物を、これらドレン管２３、３３を介して系外に排出することができる。これにより、第１、第２フラッシュベッセル２０、３０内の希釈残留物の液位を下げることができるので、希釈残留物を周囲に飛散させることなく胴部のマンホールを開放することが可能になる。

【0031】

ところで、これらドレン弁２４、３４の開放による希釈残留物の排出では、前述したオートクレーブ１０以降の系内の圧力を降圧する際、第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の内部の圧力（内圧）を大気圧まで降圧させずに加圧状態にしておき、この第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の内圧を駆動力とすることで、希釈残留物を短時間で効率よく系外に排出できると考えられる。しかしながら、上記のドレン弁２４、３４の開放時に第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の内圧が高すぎると、かえって希釈残留物を第１、第２フラッシュベッセル２０、３０からスムーズに排出できないことがあった。

【0032】

その理由は、前述したように第１、第２フラッシュベッセル２０、３０内に残留している希釈残留物は、様々な種類の固形物を含んでおり、具体的には、浸出スラリーに由来する固形物は、３～４μｍ程度の微細な粒子から、０.１５～１.７ｍｍ程度の比較的大きな粒子にまで至る様々な大きさの浸出残渣を含んでいるうえ、スケールやレンガ片などは浸出残渣よりもサイズが大きく、且つフレーク状や破片状等の様々な形状のものを含んでいることに起因していると考えられる。

【0033】

すなわち、ドレン弁２４、３４の開放時に第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の内圧が高すぎると、ドレン管２３、３３内を流れる希釈残留物に過大な差圧がかかるので、第１、第２フラッシュベッセル２０、３０からドレン管２３、３３の出口に向って流れる希釈残留物中の様々な固形物が過度に圧密され、結果的に流動性が低下してドレン管２３、３３を閉塞させてしまうと考えられる。このようにドレン管２３、３３が閉塞すると、以降は希釈残留物が排出されなくなるので、第１、第２フラッシュベッセル２０、３０内の希釈残留物の液位を下げることができなくなり、胴部に設けたマンホールをその周囲に希釈残留物を飛散させることなく開放することができなくなる。

【0034】

そこで、本発明の実施形態の残留物の排出方法においては、第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の胴部のマンホール２５、３５をその周囲に希釈残留物を飛散させることなく開放できるようにするため、図３に示すマンホール２５、３５の開口部２５ａ、３５ａの下端レベルＬ_１、Ｌ_２よりも下方の液位まで該希釈残留物を排出することが可能な圧力に到達するまで第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の内圧をそれぞれ降圧し、その後、ドレン弁２４、３４を開放することで、上記の第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の内圧を排出の駆動力とする。

【0035】

これにより、ドレン管２３、３３内を流れる希釈残留物が過度に圧密されるのを抑制できるので、その流動性を良好なまま維持できる。よって、マンホール２５、３５の蓋２５ｂ、３５ｂの開放の際、第１、第２フラッシュベッセル２０、３０内の希釈残留物の液位をマンホール２５、３５の開口部２５ａ、３５ａの下端レベルＬ_１、Ｌ_２よりも下方にすることができる。その結果、希釈残留物を周囲に飛散させることなくマンホール２５、３５を開放することができ、第１、第２フラッシュベッセル２０、３０内の点検、補修等の作業に素早くとりかかることができる。

【0036】

上記の第１、第２フラッシュベッセル２０、３０内の希釈残留物を、それぞれマンホール２５、３５の開口部２５ａ、３５ａの下端レベルＬ_１、Ｌ_２よりも下方の液位まで排出することが可能なドレン弁２４、３４の開放時の第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の内圧は、希釈残留物に含まれる固形物の大きさや形状、ドレン管２３、３３の各内径やその排出口までの距離、第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の各容量、マンホール２５、３５やオーバーフロー用ノズルの位置などの条件に応じて変わりうるため、実操業プラントの定期修理のタイミングに合わせてドレン弁開放時の第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の内圧を適宜変えることでより好適な内圧を定めてもよいし、実操業前に試験を行なって求めておいてもよい。一般的なＨＰＡＬプラントで用いる前述した直径４～６ｍ程度、最下部から最高部までの高さ１０～１２ｍ程度のフラッシュベッセルの場合は、上記のドレン弁開放時の第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の内圧は、大気圧以上１００ＫＰａＧ以下程度が好ましい。

【0037】

上記の試験の方法としては、例えば、ドレン弁２４を閉じた状態で第１フラッシュベッセル２０内にそのオーバーフロー用ノズルの位置まで希釈残留物を貯めた後、第１フラッシュベッセル２０の内圧を大気圧にしてドレン弁２４を開にしてドレン管２３から希釈残留物を排出する。その後、第１フラッシュベッセル２０の頂部のノズルを開放して希釈残留物の液位を目視などによって測定する。次に、再度ドレン弁２４を閉じた状態で第１フラッシュベッセル２０内にそのオーバーフロー用ノズルの位置まで希釈残留物を貯めた後、第１フラッシュベッセル２０の内圧を例えば５０ＭＰａＧにしてドレン弁２４を開にしてドレン管２３から希釈残留物を排出する。その後、第１フラッシュベッセル２０の頂部のノズルを開放して希釈残留物の液位を同様に測定する。以降は同様にして、第１フラッシュベッセル２０の内圧を徐々に高くしていったときのドレン弁２４の開放後の希釈残留物の液位を測定することで、マンホール２５の開口部２５ａの下端レベルＬ_１より下方の液位まで排出することが可能な第１フラッシュベッセル２０の内圧を求めることができる。

【0038】

なお、ドレン管２３、３３内で希釈残留物による閉塞が生じたときは、副ドレン弁２７、３７を閉じると共に、逆洗用の工業用水供給弁２６、３６を開にして逆洗することで、閉塞の原因となる固形物を逆洗時の工業用水の水圧によって取り除くのが好ましい。

【実施例】

【0039】

［実施例１］
図２に示すプレヒータータンク１、３、オートクレーブ１０及び第１、第２フラッシュベッセル２０、３０を有するＨＰＡＬプラントを用いて、図１に示す湿式製錬プロセスに沿って原料のニッケル酸化鉱石スラリーからニッケルコバルト混合硫化物を生成する操業を行なった後、第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の内部点検のため、ＨＰＡＬプラントを運転停止した。

【0040】

この運転停止では、先ずオートクレーブ１０の前段のプレヒータータンク１、３へのニッケル酸化鉱石のスラリーの供給と、オートクレーブ１０への硫酸の導入とを停止した後、プレヒータータンク１から洗浄水として工業用水を導入してプレヒータータンク１、３、オートクレーブ１０及び第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の順にそれらの内部に残留している鉱石スラリーや浸出スラリーを該工業用水で置換していった。この工業用水による置換と並行して、オートクレーブ１０に導入していた高圧蒸気の流量を徐々に減らしてオートクレーブ１０内の温度を２０℃／ｈｒの速度で降温させることで、オートクレーブ１０及び第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の系内の圧力を降圧させた。

【0041】

高さ９.６ｍ、内径３.７ｍの第１、第２フラッシュベッセル２０、３０内の圧力が大気圧まで降圧しているのを頂部に設けた圧力計２８、３８で確認した時点で、プレヒータータンク１、３への工業用水の供給を停止し、更に第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の底部に設けられている内径１００ｍｍのドレン管２３、３３のボールバルブからなるドレン弁２４、３４を開けて第１、第２フラッシュベッセル２０、３０内に残存していた希釈残留物を該ドレン管２３、３３から排出した。

【0042】

上記の排出の後、第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の頂部ノズルを開放し、希釈残留物の液位を目視で調べたところ、希釈残留物の液位は第１、第２フラッシュベッセルの最底部から１.９ｍ高い位置にあるマンホール２５、３５の開口部２５ａ、３５ａの下端レベルＬ_１、Ｌ_２よりもいずれも１.０ｍ程度低くなっており、希釈残留物を周囲に飛散させることなくマンホール２５、３５の蓋２５ｂ、３５ｂを開放することができた。これにより第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の内部の清掃、点検、及び補修を短時間で完了させることができた。なお、上記の希釈残留物の固形分濃度は１０質量％未満であった。

【0043】

［実施例２］
第１、第２フラッシュベッセル２０、３０内の圧力が１００ＫＰａＧまで降圧した時点でプレヒータータンク１、３への工業用水の供給を停止すると共にドレン弁２４、３４を開けた以外は上記実施例１と同様にして残留物を排出した。その結果、希釈残留物の液位はマンホール２５、３５の開口部２５ａ、３５ａの下端レベルＬ_１、Ｌ_２よりもいずれも０.５ｍ程度低くなっており、希釈残留物を周囲に飛散させることなくマンホール２５、３５の蓋２５ｂ、３５ｂを開放することができた。これにより第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の内部の清掃、点検、及び補修を短時間で完了させることができた。

【0044】

［比較例］
第１、第２フラッシュベッセル２０、３０内の圧力が６００ＫＰａＧまで降圧した時点でプレヒータータンク１、３への工業用水の供給を停止すると共にドレン弁２４、３４を開けた以外は上記実施例１と同様にして残留物を排出した。その結果、ドレン弁２４、３４を開けた直後はドレン管２３、３３から勢いよく希釈残留物を排出させることができたが、排出の初期の段階でドレン管２３、３３が閉塞し、以降は排出されなくなった。この対策として、副ドレン弁２７、３７を閉じると共に工業用水供給弁２６、３６を開けてドレン管２３、３３の逆洗を試みたが依然として希釈残留物の排出を行なうことができなかった。

【0045】

そこで、排出作業を中止して第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の頂部ノズルを開放して希釈残留物の液位を目視で調べたところ、いずれも第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の最低部から３ｍ高いレベルを超えており、よって、マンホール２５、３５の開口部２５ａ、３５ａの上端レベルを超えるレベルまで希釈残留物が残存しているので、蓋２５ｂ、３５ｂを開放することができなかった。この大量の希釈残留物を抜き取るため、第１、第２フラッシュベッセル２０、３０の頂部からホースを差し込んでバキュームによる希釈残留物の吸出作業を行なう必要が生じ、第１、第２フラッシュベッセル２０、３０内の清掃、点検、及び補修の作業開始が大幅に遅延した。

【符号の説明】

【0046】

１、３ プレヒータータンク
２ 鉱石スラリー移送ライン
１０ オートクレーブ
１０ａ 堰
１０ｂ 貯留部
１１ 鉱石スラリー供給ライン
１２ 硫酸供給ライン
１３ 蒸気供給ライン
１４ 浸出スラリー抜出ライン
１４ａ レベル制御弁
２０、３０ 第１、第２フラッシュベッセル
２０ａ、３０ａ レンガ
２１、３１ 蒸気回収ライン
２２、３２ スラリー移送ライン
２２ａ スラリー排出弁
２３、３３ ドレン管
２４、３４ ドレン弁
２５、３５ マンホール
２５ａ、３５ａ 開口部
２５ｂ、３５ｂ 蓋
２６、３６ 工業用水供給弁
２７、３７ 副ドレン弁
２８、３８ 圧力計
Ｌ_１、Ｌ_２ 下端レベル
Ｒ 希釈残留物

【図1】

【図2】

【図3】