JP2018184629A - 鉱石スラリーの製造方法および鉱石スラリーの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】浸出工程の硫酸使用量および、最終中和工程の消石灰の使用量を低減させることが可能な鉱石スラリーの製造方法を提供する。【解決手段】ドラムに原料として水とニッケル酸化鉱石とを供給する供給工程Ｓ１１と、ドラムでニッケル酸化鉱石を解砕し水と混合して混合スラリーを得る混合工程Ｓ１２と、混合スラリーを、ドラムからトロンメルに移送したうえでトロンメルに備わる格子目のスクリーンを用いて分級することで、混合スラリーに含まれる礫を除去して粗鉱石スラリーを得る粗分級工程Ｓ１３と、粗鉱石スラリーを振動篩を用いて分級することで、粗鉱石スラリーに含まれる礫を除去して鉱石スラリーを得る精分級工程Ｓ１４とを有し、供給工程Ｓ１１では、原料中に占めるニッケル酸化鉱石の割合が少なくとも３５ｗｔ％以上に調整される。【選択図】図２

Description

本発明は、鉱石スラリーの製造方法および鉱石スラリーの製造装置に関し、より詳しくはニッケル酸化鉱の酸浸出に供する鉱石スラリーの製造方法および鉱石スラリーの製造装置に関する。

近年、ニッケル酸化鉱の湿式製錬方法として、硫酸を用いた高圧酸浸出法（High Pressure Acid Leach）が注目されている。この方法は、従来の一般的なニッケル酸化鉱石の製錬方法である乾式製錬方法とは異なり、還元および乾燥工程等の乾式工程を含まず、一貫した湿式工程からなるので、エネルギー的及びコスト的に有利となる。また、ニッケル品位を５０質量％程度まで向上させたニッケルを含む硫化物（以下、「ニッケル硫化物」ともいう）を得ることが出来るという利点も有している。

このニッケル硫化物はニッケル酸化鉱石を浸出して得られた浸出液を浄液した後に、硫化工程において硫化水素ガスを吹き込み、硫化反応を生じさせることにより沈殿生成される（例えば、特許文献１参照。）

特開２００５−３５０７６６号公報

ところで、この高圧酸浸出法では回収対象であるニッケルとコバルト以外にも鉄、マグネシウム、マンガン、アルミニウム等も硫酸によって浸出されるために、過剰の硫酸が必要である。

また、ニッケルとコバルトを回収する硫化工程では、ニッケルとコバルトが選択的に硫化物として回収されるが、浸出工程で浸出された鉄、マグネシウム、マンガン、アルミニウム等の大部分は硫化物を形成せず、硫化工程の貧液中に残留することとなる。この貧液を排出する為には、最終中和工程にてこれらの残留金属イオンを沈殿除去する必要がある。

具体的には、最終中和工程としては、石灰石スラリーによってｐＨを５程度まで上昇させ鉄、アルミニウムを除去した後、消石灰スラリーによりｐＨを９程度まで上昇させマグネシウムおよびマンガンを除去する方法が一般的である。消石灰スラリーの必要量は液中に残留するマグネシウムイオンおよびマンガンイオンの量によって決まるため、大量の消石灰スラリーが必要である。

しかしながら、特許文献１には、浸出工程における浸出処理に用いる硫酸の使用量の低減、あるいは、上述した最終中和工程における消石灰の低減について開示されていない。この特許文献１に記載された製造方法では、浸出工程における浸出処理において、マグネシウム等の混入を防ぐことができず、硫酸の必要量が多くなっていた。すなわち、浸出工程に供給される鉱石スラリーには、ニッケルやコバルト以外の成分（特に、マグネシウム）を低減することが望まれている。

そこで、本発明では、このような実情に鑑みて提案されたものであり、浸出工程の硫酸使用量および最終中和工程の消石灰必要量を低減させることを可能にする、新規かつ改良した鉱石スラリーの製造方法および鉱石スラリーの製造装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上述した目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、浸出工程に供するニッケル酸化鉱の鉱石スラリーの製造工程において、ニッケル酸化鉱に水を添加しスラリー化するドラムウォッシャーでの固形分濃度を規定することで、礫の破砕によって混入していた高マグネシウム含有粒子の混入を抑えることにより、浸出工程の硫酸使用量および最終中和工程の消石灰必要量を低減できることを見出し、本発明を完成させた。

即ち、本発明の一態様では、ドラムとトロンメルとが連結して構成されるドラムウォッシャーを用いた、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の浸出工程に供給する鉱石スラリーの製造方法であって、前記ドラムに原料として水とニッケル酸化鉱石とを供給する供給工程と、前記ドラムで前記ニッケル酸化鉱石を解砕し前記水と混合して混合スラリーを得る混合工程と、前記混合スラリーを、前記ドラムから前記トロンメルに移送したうえで該トロンメルに備わる格子目のスクリーンを用いて分級することで、該混合スラリーに含まれる礫を除去して粗鉱石スラリーを得る粗分級工程と、前記粗鉱石スラリーを振動篩を用いて分級することで、該粗鉱石スラリーに含まれる礫を除去して鉱石スラリーを得る精分級工程とを有し、前記供給工程では、前記原料中に占める前記ニッケル酸化鉱石の割合が少なくとも３５ｗｔ％以上に調整されることを特徴とする。

また、本発明の一態様では、前記粗分級工程では、前記格子目のスクリーンに前記水を散布することにより、前記混合スラリーに含まれる礫を洗浄し、前記精分級工程では、前記振動篩に前記水を散布することにより、前記粗鉱石スラリーに含まれる礫を洗浄することが好ましい。

また、本発明の一態様では、前記供給工程では、前記原料中に占める前記ニッケル酸化鉱石の割合が５０ｗｔ％以下に調整されることが好ましい。

また、本発明の一態様では、前記粗分級工程では、前記供給工程における前記ニッケル酸化鉱石の割合より前記混合スラリーの固形分濃度が高い場合には、前記格子目のスクリーンに前記水を散布する量を増やし、前記供給工程における前記ニッケル酸化鉱石の割合より前記混合スラリーの固形分濃度が低い場合には、前記格子目のスクリーンに前記水を散布する量を減らすことが好ましい。

また、本発明の一態様では、前記精分級工程では、前記振動篩の目開きが０．５ｍｍ以上２ｍｍ未満であることが好ましい。

また、本発明の他の態様では、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の浸出工程に供給する鉱石スラリーの製造装置であって、前記ニッケル酸化鉱石を解砕し水と混合して混合スラリーを得るドラムと、該ドラムに連結されていて、前記混合スラリーを、格子目のスクリーンを用いて分級することで、前記混合スラリーに含まれる礫を除去して粗鉱石スラリーを得るトロンメルと、前記粗鉱石スラリーに含まれる礫を除去して鉱石スラリーを得る振動篩と、原料として前記ニッケル酸化鉱石と前記水とを前記ドラムに供給し、水を前記トロンメルと前記振動篩とに供給する供給部と、前記供給部から前記ドラムへの前記水と前記ニッケル酸化鉱石の供給量、前記供給部から前記トロンメルへの前記水の供給量、前記供給部から前記振動篩への前記水の供給量、前記トロンメルと前記ドラムとの回転、および、前記振動篩の振動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記原料中に占める前記ニッケル酸化鉱石の割合を少なくとも３５ｗｔ％以上に制御することを特徴とする。

本発明によれば、浸出工程の硫酸使用量および、最終中和工程の消石灰の使用量を低減させることができる。

ニッケル酸化鉱石の高圧酸浸出法による湿式製錬方法の工程図である。 本発明の一実施形態に係る鉱石スラリーの製造方法の概略を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る鉱石スラリーの製造装置の概略を示す概略図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

［１．概要］
ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスは、例えば高圧酸浸出法（ＨＰＡＬ法）を用いて、ニッケル酸化鉱石からニッケルを浸出させて回収する製錬プロセスである。

図１は、ニッケル酸化鉱石の高圧酸浸出法による湿式製錬方法の工程図である。図１の工程図に示すように、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスは、ニッケル酸化鉱石をスラリー化する鉱石スラリー化工程Ｓ１と、鉱石スラリーに含まれる水分を除去して鉱石成分を濃縮する鉱石スラリー濃縮工程Ｓ２と、製造された鉱石スラリーに硫酸を添加して高温高圧下で浸出処理を施す浸出工程Ｓ３と、得られた浸出スラリーを多段洗浄しながら残渣を分離してニッケルと共に不純物元素を含む浸出液を得る固液分離工程Ｓ４と、浸出液のｐＨを調整して不純物元素を含む中和澱物を分離しニッケルを含む中和終液を得る中和工程Ｓ５と、中和終液に硫化剤を添加することでニッケルを含む硫化物（ニッケル硫化物）を生成させる硫化工程Ｓ６とを有する。

さらに、この湿式製錬方法は、固液分離工程Ｓ４にて分離された浸出残渣や、硫化工程Ｓ６にて排出された貧液を無害化する最終中和工程Ｓ７を有する。この最終中和工程Ｓ７は、石灰石を中和剤として用いた第１段階の中和処理（第１の最終中和工程）と、消石灰を中和剤として用いた第２段階の中和処理（第２の最終中和工程）とからなる段階的な中和処理を行う。このような２段階の中和処理を施すことによって、中和処理残渣が生成され、テーリングダムに貯留される（テーリング残渣）。

ここで、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石は、ニッケルやコバルトを含有する鉱石であり、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。ラテライト鉱のニッケル含有量は、一般的には０．８重量％〜２．５重量％であり、水酸化物又はケイ苦土（ケイ酸マグネシウム）鉱物として含有される。また、鉄の含有量は、１０重量％〜５０重量％であり、主として３価の水酸化物（ゲーサイト）の形態であるが、一部は２価の鉄でケイ苦土鉱物に含有される。また、このようなラテライト鉱の他に、ニッケル、コバルト、マンガン、銅等の有価金属を含有する酸化鉱石、例えば深海底に賦存するマンガン瘤等が用いられる。

そして、後述する本実施の形態に係る鉱石スラリーの製造方法は、上述した鉱石スラリー化工程Ｓ１においてスラリー化などの処理を施すことを特徴としており、酸による浸出処理などに適した鉱石スラリーを得ることができる。

［２−１．鉱石スラリーの製造方法］
次に、本発明の一実施形態に係る鉱石スラリーの製造方法について図を用いて説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る鉱石スラリーの製造方法のフローチャートである。本実施形態は、ドラムとトロンメルとが連結して構成されるドラムウォッシャーを用いた、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の浸出工程に供給する鉱石スラリーの製造方法であって、図２に示すように、供給工程Ｓ１１と、混合工程Ｓ１２と、粗分級工程Ｓ１３と、精分級工程Ｓ１４とを有する。すなわち、湿式法で解砕・分級することになる。以下、各工程Ｓ１１〜Ｓ１４をそれぞれ説明する。

供給工程Ｓ１１は、ドラムに設けられた投入口から水およびニッケル酸化鉱石を供給する。投入口はドラムの一端側に設けられており、トロンメルが連結されている他端側から離れている。

本実施形態では、原料としてニッケル酸化鉱石と水を供給する際に、原料に含まれるニッケル酸化鉱石の割合を少なくとも３５ｗｔ％以上に調整することを特徴とする。これにより、後述する混合工程Ｓ１２においてドラム内の固形分濃度が３５ｗｔ％以上となるので、ドラム内での礫の破砕を防ぐことになり、破砕で生じる高マグネシウム含有粒子が鉱石スラリーに混入（従来は混入していた）するのも抑えることができる。なお、上記固形分濃度が３５ｗｔ％以上であれば、浸出工程で使用する酸の量や最終中和工程で使用する消石灰の量を低減する効果がほぼ同じく得られる。一方、固形分濃度が３５ｗｔ％を下回る場合には、鉱石スラリーの粘度が低下し、ドラム内での礫の移動が激しくなり、礫同士の衝突によりその一部が破砕される。

また、本実施形態では、上記ニッケル酸化鉱石の割合を５０ｗｔ％以下に調整することが好ましく、上記ニッケル酸化鉱石の割合を４５ｗｔ％以下に調整することがより好ましい。割合が５０ｗｔ％を上回るとドラム内での流動性が著しく悪化し、ドラムとトロンメルとの連結部付近においてニッケル酸化鉱石により閉塞を起こす等の問題が発生する。

供給工程Ｓ１１では、ニッケル酸化鉱石と水との合計容量が、ドラム容積に対する量にして１０ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下に調整することが好ましい。ドラム容積に対する量が１０ｖｏｌ％未満である場合には、ドラム内における撹拌時間が長くなり、トロンメルに混合スラリーを移送するまでの時間がかかり、生産効率が悪くなるおそれがある。一方、ドラム容積に対する量が３０ｖｏｌ％を超える場合には、混合スラリーがドラム内の堰を超えてショートパスし、トロンメルの格子状のスクリーンにニッケル酸化鉱石が落下し、スクリーン自体が衝撃により一部破損してしまうおそれがある。

供給工程Ｓ１１では、ドラムに供給する水の量が２４ｍ^３／ｈ以上２２０ｍ^３／ｍｉｎ以下に調整されることが好ましい。供給する水の量が２４ｍ^３／ｈ未満である場合には、ドラム内におけるニッケル酸化鉱石の滞在時間が長すぎて、生産効率が悪くなるおそれがある。一方、２２０ｍ^３／ｈを超える場合には、ドラム内におけるニッケル酸化鉱石の滞在時間が短すぎるため、後述の混合工程Ｓ１２が十分に進まずに混合スラリーがドラムからトロンメルに移送され、生産効率が悪くなるおそれがある。

次に、混合工程Ｓ１２は、ドラムでニッケル酸化鉱石を解砕し水と混合して混合スラリーを得る。

ドラムは、ドラムの中心軸を保って周方向に回転する。このドラムの回転により、ドラム内のニッケル酸化鉱石が解砕され、凝集・固結していたニッケル酸化鉱石の大きな塊が小さな塊へとほぐされる。ここで、「解砕」という操作は、通常、脈石などの混入物を小さな塊に砕く意味として使用する「破砕」という操作に比べて弱い力で実施することができる。

ドラム内で解砕されたニッケル酸化鉱石は、ドラム内で水と混合されて、混合スラリーとなる。この混合スラリーは、ドラムの端部（トロンメル側）に達したあと、端部内壁に取り付けられた回収羽根により、ドラムの回転に伴って定量的にトロンメルに掻き出される。このように、混合スラリーは、ドラムからトロンメルへ移送される。

また、ニッケル酸化鉱石は、ドラムの回転により上昇・落下を繰り返して解砕されるので、解砕の進み具合は回転速度によって調節することができる。たとえば、ドラム回転数が１０ｒｐｍ未満である場合には、撹拌力が少なくなり、ドラム内部に解砕されていないニッケル酸化鉱石が滞在する傾向となる。一方、ドラム回転数が４０ｒｐｍを超える場合には、解砕されたニッケル酸化鉱石の塊同士が互いに衝突しあって破砕効果が生じる傾向となる。もし破砕が過度に進むと、鉱石が一様に小さくなって後工程で分級しづらくなり、鉱石スラリー中のマグネシウムが増えるため、浸出工程における硫酸量や最終中和工程における消石灰量を多くしなればならない。このようなことを避けるため、ドラムの回転速度は適宜調節することが望ましい。なお、ここでの回転数は一般的なドラムに関して述べたものであり、ドラムを軸方向に著しく長くすることによって回転数を小さく抑えるといった運転も可能である。

次に、粗分級工程Ｓ１３では、混合スラリーをドラムからトロンメルに移送したうえでトロンメルに備わる格子目のスクリーンを用いて分級することで、混合スラリーに含まれる礫（高マグネシウム含有粒子）を除去して粗鉱石スラリーを得る。すなわち、トロンメルに移送された混合スラリーに含まれる鉱石は、粒径が格子目のスクリーンの目開き以下である場合には、格子目のスクリーンを通過して、粗鉱石スラリーが得られる。そして、この粗鉱石スラリーは、振動篩に移送される。

トロンメルは、ドラム側から遠ざかるにつれて広がるラッパ状となっているため、下り勾配の斜面が形成されている。トロンメルへ移送された混合スラリーに含まれる鉱石は、粒径が格子目のスクリーンの目開きよりも大きい場合には、この斜面を下りながら、そのままトロンメルの周縁から排出される。この排出されたものは、マグネシウム含有率が高い礫（高マグネシウム含有粒子）である。高マグネシウム含有粒子は、鉱石スラリー中にあっては、浸出工程における硫酸消費量や最終中和工程における消石灰消費量を増やす要因となるため、これを礫として分離している。

また、粗分級工程Ｓ１３では、格子目のスクリーンに水を散布することにより、混合スラリーに含まれる礫を洗浄することが好ましい。洗浄によって、この礫の表面に付着したＮｉやＣｏを含む鉱石を粗鉱石スラリー側に回収することができるので、鉱石スラリー内のＮｉ品位をさらに上げることができる。その結果、Ｎｉの実収率を確実に向上させることができる。

供給工程Ｓ１１において、ニッケル酸化鉱石として鉱山で採掘されたままのものを使用すると、ニッケル酸化鉱石の大きさは一定しない。大粒径の鉱石は慣性で一気に移動したり詰まったりして供給量や排出量が安定しない。すると、ドラム内で混合スラリーの保有量そして原料の保有期間が変動することになり、解砕の進み方も変動する。そこで、解砕が不十分となった混合スラリーについては格子目のスクリーンで多く水を散布することにより解砕をさらに進めることが望ましい。混合スラリーの解砕が不十分かどうかは、たとえばドラムから排出される混合スラリーの固形分濃度から判断することができる。具体的に、粗分級工程Ｓ１３では、供給工程における固形分比率（原料中に占めるニッケル酸化鉱石の割合。単位はｗｔ％）より混合スラリーの固形分濃度（単位はｗｔ％）が高い場合には、格子目のスクリーンに散布する水の量を増やすことが好ましい。これにより、早期に排出されたニッケル酸化鉱石の解砕を補うことができるとともに、礫の表面に付着したＮｉやＣｏを含む鉱石を水で洗浄することができるので、鉱石スラリー内のＮｉ品位をより確実に上げることができる。また、供給工程における固形分比率（原料中に占めるニッケル酸化鉱石の割合。単位はｗｔ％）より混合スラリーの固形分濃度（単位はｗｔ％）が低い場合には、格子目のスクリーンに散布する水の量を減らすことが好ましい。これにより、ニッケル酸化鉱石の解砕が進みすぎるのを防ぐとともに、鉱石スラリーが水で薄まることを防止することができる。

なお、格子目のスクリーンの目開きは、２ｍｍ以上２５ｍｍ以下であることが好ましい。ニッケル酸化鉱石を２ｍｍ以上２５ｍｍ以下の目開きで分級すると、Ｎｉ／Ｍｇ比の低い礫を粒径に基づき篩上として簡易的に除去することができる。また、高温加圧硫酸の浸出工程へ送られる鉱石粒子のサイズは、鉱石スラリーを移送するためのポンプやバルブのスラリー通過部の開口サイズにより設備上の制約を受けずに済む。

次に、精分級工程Ｓ１４は、粗鉱石スラリーを振動篩を用いて分級することで、粗鉱石スラリーに含まれる礫（高マグネシウム含有粒子）を除去して鉱石スラリーを得る。

トロンメルから振動篩に移送された粗鉱石スラリーに含まれる鉱石の粒径サイズが、振動篩の目開き以下である場合には、振動篩の目開きを通過して、鉱石スラリーが得られる。一方、粗鉱石スラリーに含まれる鉱石の粒径サイズが、振動篩の目開きより大きい場合には、そのまま振動篩に鉱石が残り排出される。この排出されたものは、マグネシウム含有率が高い礫（高マグネシウム含有粒子）である。高マグネシウム含有粒子は、鉱石スラリー中にあっては、浸出工程における硫酸消費量や最終中和工程における消石灰消費量を増やす要因となるため、これを礫として分離している。

また、精分級工程Ｓ１４では、振動篩に水を散布することにより、粗鉱石スラリーに含まれる礫を洗浄することが好ましい。洗浄によって、この礫の表面に付着したＮｉやＣｏを含む鉱石を鉱石スラリー側に回収することができるので、鉱石スラリー内のＮｉ品位をさらに上げることができる。

なお、振動篩の目開きは、０．５ｍｍ以上２ｍｍ未満であることが好ましく、１．４ｍｍがより好ましい。ニッケル酸化鉱石を０．５ｍｍ以上２ｍｍ未満の目開きで分級すると、Ｎｉ／Ｍｇ比の低い礫は粒径に基づき篩上として除去され、鉱石スラリーのマグネシウム含有率も低くなる。振動篩の目開きが１．４ｍｍとすれば、効果的にＮｉ／Ｍｇ比の低い礫を選択することができる。

［２−２．鉱石スラリーの製造装置］
次に、硫酸による浸出処理を施すに先立ち、鉱石にスラリー化などの前処理を施す鉱石スラリーの製造装置について図を用いて説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る鉱石スラリーの製造装置の概略を示す概略図である。

本発明の一実施形態に係る鉱石スラリーの製造装置１は、ニッケル酸化鉱石の鉱石スラリーを解砕し、礫を除去する機能を有する。特に、本実施形態に係る鉱石スラリーの製造装置１は、ニッケル酸化鉱石の鉱石スラリーを解砕し、マグネシウムを含む礫を効率的に除去するために、図１に示す鉱石スラリー化工程Ｓ１で使用される。

本実施形態に係る鉱石スラリーの製造装置１は、図３に示すように、供給部１０とドラム２０とトロンメル３０と振動篩４０と回収部５０と制御部６０とを備える。以下、各構成要素をそれぞれ説明する。なお、上述した本発明の実施形態に係る鉱石スラリーの製造方法と重複する記載について割愛する。

供給部１０は、水およびニッケル酸化鉱石、または水を、鉱石スラリーの製造装置１に備わる各構成要素に供給する機能を有する。本実施形態では、原料としてニッケル酸化鉱石と水とをドラム２０に供給し、水をトロンメル３０と振動篩４０とに供給する。

ドラム２０は、ニッケル酸化鉱石を解砕する機能、水と混合して混合スラリーを得る機能、混合スラリーを移送する機能を有する。本実施形態では、ドラム２０は、回転することによりこれら機能のすべてを果たす。さらに、ドラムの端部（トロンメル３０側）の内壁には回収羽根２１を取り付けて、ドラム２０とともに回転する回収羽根２１によって混合スラリーを定量的にトロンメル３０に掻き出すことができる。回収羽根２１はニッケル酸化鉱石をも掻き出すので、トロンメル３０に移送される混合スラリーの品質（特に固形分濃度）も安定する。

トロンメル３０は、ドラム２０より移送された混合スラリーに含まれる、所定の粒径サイズよりも大きい礫（高マグネシウム含有粒子）を除去する機能を有する。本実施形態では、トロンメル３０は、ドラム２０に連結されていて、混合スラリーを、所望の目開きを有する格子目のスクリーンを用いて分級することで、混合スラリーに含まれる礫を除去して粗鉱石スラリーを得る。この粗鉱石スラリーは、振動篩４０に移送される。

振動篩４０は、トロンメル３０より移送された粗鉱石スラリーに含まれる、所定の粒径サイズよりも大きい礫（高マグネシウム含有粒子）を除去する機能を有する。本実施形態では、振動篩４０は、粗鉱石スラリーに含まれる礫（高マグネシウム含有粒子）を除去して鉱石スラリーを分級する。この振動篩４０は、トロンメル３０のスクリーンの下に、粗鉱石スラリーを分級することができるよう配置されている。なお、振動篩の目開きは、トロンメル３０に備わる格子目のスクリーンの目開きよりも狭いものである。

回収部５０は、振動篩４０から移送された鉱石スラリーを回収する機能を有する。この回収部は、振動篩の下に、鉱石スラリーを回収することができるよう配置されている。そして、この鉱石スラリーは、図１に示す鉱石スラリーの濃縮工程Ｓ２で濃縮される。

制御部６０は、鉱石スラリーの製造装置１に備わる各構成要素の動作を制御する機能を有する。本実施形態では、制御部６０は、供給部１０からドラム２０への水とニッケル酸化鉱石の供給量、供給部１０からトロンメル３０への水の供給量、および供給部１０から振動篩４０への水の供給量を制御する。そして、制御部６０は、原料中に占めるニッケル酸化鉱石の割合を少なくとも３５ｗｔ％以上に制御することを特徴とする。これにより、ドラム２０内の固形分濃度が３５ｗｔ％以上となるので、ドラム２０内での礫の破砕を防ぐことになり、礫の破砕によって混入していた高マグネシウム含有粒子の混入を抑えることができる。

また、制御部６０は、ニッケル酸化鉱石を適度な大きさに解砕するため、トロンメル３０と連結するドラム２０との回転を制御する。さらに、制御部６０は、鉱石スラリーを速やかに得るため、振動篩４０の振動を制御して詰まりを抑制している。

［３．まとめ］
以上より、本実施形態に係る鉱石スラリーの製造方法では、ニッケル酸化鉱石に水を添加しスラリー化するドラムウォッシャーでの固形分濃度を所定の範囲とすることで、礫の破砕によって混入していた高マグネシウム含有粒子の混入を抑えることができる。その結果、本実施形態では、図１に示す浸出工程Ｓ３における硫酸使用量や最終中和工程Ｓ７における消石灰等の中和剤使用量を効果的に低減させることができる。

［４．実施例］
以下、実施例及び比較例を用いて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例または比較例に限定されるものではない。

（実施例１）
実施例１では、略円筒形のドラムとラッパ状のトロンメルとが同軸に連結されている上記ドラムウォッシャーを用意した。トロンメルには、トロンメルスクリーンとして目開きが２５ｍｍである鋼製の網を設置した。

供給工程において、ドラムの一端側に設けた投入口に原料としてニッケル酸化鉱石と水とを投入し、水はニッケル酸化鉱石の落下位置へ散布されるように向きを調節した。次いで、混合工程では、ドラムを回転させて混合スラリーとした。散布する水の量は、原料中に占めるニッケル酸化鉱石の割合が３５ｗｔ％となるように調整した。ドラム内を観察したところ、混合スラリーがトロンメルの連結されている他端側へ達し、トロンメルへ移動するのが見て取れた。

次いで、粗分級工程では、回転するトロンメルで混合スラリーを分級しつつ、トロンメル側に取り付けられた目開き２５ｍｍのトロンメルスクリーン上（篩上）に乗った礫に洗浄水を散布した。混合スラリーに含まれる細かい鉱石は、トロンメルスクリーンを直ちに下へ通り抜けるか、礫に付着したあと洗浄水に洗い流されてトロンメルスクリーンを下へ通り抜け、粗鉱石スラリーとなった。トロンメルスクリーン上に乗った礫は、トロンメルに沿って縁まで転がったあと、系外に払い出された。

次に、精分級工程では、粗鉱石スラリーを目開き１．４ｍｍのスクリーンを備えた振動篩の上に流し、振動篩を振動させて礫を分級するとともに、付着した鉱石成分を洗浄水によって洗浄した。振動篩を下へ通り抜けたスラリーは、鉱石スラリーとして回収した。

そして、鉱石スラリーは、次工程の鉱石スラリー濃縮工程（シックナー）へ送液した後、浸出工程へ供給した。

使用した水量は、ドラムの投入口では供給鉱石１乾燥ｔｏｎ当たり１．４ｔｏｎであり、ドラムに連結されたトロンメルでは供給鉱石１乾燥ｔｏｎ当たり１．１ｔｏｎであり、振動篩では供給鉱石１乾燥ｔｏｎ当たり５．０ｔｏｎであった。すなわち、使用した水量の合計は、供給鉱石１乾燥ｔｏｎ当たり７．５ｔｏｎであった。

振動篩の篩下で得られた鉱石スラリーに含まれる固形物を蛍光Ｘ線で分析したところ、Ｎｉ品位１．０ｗｔ％、Ｍｇ品位１．０ｗｔ％であった。表２に示すように、浸出工程での硫酸消費量は２６９ｋｇ／鉱石ｔｏｎであった。また、最終中和工程の消石灰使用量は３４ｋｇ／鉱石ｔｏｎであった。

粗分級工程および精分級工程において、トロンメルに備わる格子状のスクリーンの篩上および振動篩の篩上に除去した礫に付着して系外に払い出された、１．４ｍｍより小さい粒径を有する鉱石成分は、給鉱した鉱石中のうち１．４ｍｍよりも小さい粒径を有する鉱石成分に対して３.５ｗｔ％であった。

（実施例２）
実施例２では、表１のように供給鉱石量と水量を変更したこと以外実施例１と同様に行った結果、表２に示す測定結果となった。固形物中のマグネシウムはさらに少なく、酸や消石灰の消費量はさらに少なかった。

（比較例１）
比較例１では、表１のように供給鉱石量と水量を変更したこと以外実施例１と同様に行った結果、表２に示す測定結果となった。固形物中のマグネシウムは多く、酸や消石灰の消費量は多かった。

（比較例２）
比較例２では、表１のように供給鉱石量と水量を変更したこと以外実施例１と同様に行った結果、表２に示す測定結果となった。固形物中のマグネシウムは多く、酸や消石灰の消費量は多かった。

（参考例１）
参考例１では、供給工程においてドラム投入口で使用する水量を徐々に減少し、粗分級工程においてその減らした水量分だけ格子状のスクリーンで使用する水量を増やしたこと以外実施例１と同様に行った。そして、精分級工程では、粗鉱石スラリーを振動篩に移送して鉱石スラリーを得た。ドラム中の混合スラリーの固形分濃度を確かめたところ、４５ｗｔ％および５０ｗｔ％にそれぞれ到達することができた。

振動篩の篩下で得られた鉱石スラリーに含まれる固形物を蛍光Ｘ線で分析したところ、Ｎｉ品位１．０ｗｔ％およびＭｇ品位０．９ｗｔ％であった。

（実施例に基づく考察）
実施例１と２では、比較例１と２と比べ、図１に示す浸出工程Ｓ３における酸の消費量や最終中和工程Ｓ７における消石灰の消費量を低減することができた。このため、本実施形態では、供給工程において、固形分濃度を少なくとも３５ｗｔ％以上に調整することが有用であることを確認した。

一方、比較例１と２では、実施例１と２と比べ、固形物中のマグネシウム含有率が多く、鉱石ロス率が実施例１より大きくなっていた。ニッケル酸化鉱石の大塊がドラム内で解砕される際に、固形分濃度が低いために、ニッケル酸化鉱石の塊が他の塊に衝突するより早く水に衝突し、この塊からマグネシウム成分のような比較的に易溶性の部分が優先的に溶け出してしまったと考えられる。

１ 鉱石スラリーの製造装置、１０ 供給部、２０ ドラム、２１ 回収羽根、３０ トロンメル、４０ 分級篩、５０ 回収部、６０ 制御部、Ｓ１ 鉱石スラリー化工程、Ｓ１１ 供給工程、Ｓ１２ 混合工程、Ｓ１３ 粗分級工程、Ｓ１４ 精分級工程、Ｓ２ 鉱石スラリー濃縮工程、Ｓ３ 浸出工程、Ｓ４ 固液分離工程、Ｓ５ 中和工程、Ｓ６ 硫化工程、Ｓ７ 最終中和工程、Ｓ７１ 第１の最終中和工程、Ｓ７２ 第２の最終中和工程

Claims (6)

1. ドラムとトロンメルとが連結して構成されるドラムウォッシャーを用いた、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の浸出工程に供給する鉱石スラリーの製造方法であって、
   前記ドラムに原料として水とニッケル酸化鉱石とを供給する供給工程と、
   前記ドラムで前記ニッケル酸化鉱石を解砕し前記水と混合して混合スラリーを得る混合工程と、
   前記混合スラリーを、前記ドラムから前記トロンメルに移送したうえで該トロンメルに備わる格子目のスクリーンを用いて分級することで、該混合スラリーに含まれる礫を除去して粗鉱石スラリーを得る粗分級工程と、
   前記粗鉱石スラリーを振動篩を用いて分級することで、該粗鉱石スラリーに含まれる礫を除去して鉱石スラリーを得る精分級工程とを有し、
   前記供給工程では、前記原料中に占める前記ニッケル酸化鉱石の割合が少なくとも３５ｗｔ％以上に調整されることを特徴とする、鉱石スラリーの製造方法。
2. 前記粗分級工程では、前記格子目のスクリーンに前記水を散布することにより、前記混合スラリーに含まれる礫を洗浄し、
   前記精分級工程では、前記振動篩に前記水を散布することにより、前記粗鉱石スラリーに含まれる礫を洗浄することを特徴とする、請求項１記載の鉱石スラリーの製造方法。
3. 前記供給工程では、前記原料中に占める前記ニッケル酸化鉱石の割合が５０ｗｔ％以下に調整されることを特徴とする、請求項１または請求項２記載の鉱石スラリーの製造方法。
4. 前記粗分級工程では、前記供給工程における前記ニッケル酸化鉱石の割合より前記混合スラリーの固形分濃度が高い場合には、前記格子目のスクリーンに前記水を散布する量を増やし、前記供給工程における前記ニッケル酸化鉱石の割合より前記混合スラリーの固形分濃度が低い場合には、前記格子目のスクリーンに前記水を散布する量を減らすことを特徴とする、請求項３記載の鉱石スラリーの製造方法。
5. 前記精分級工程では、前記振動篩の目開きが０．５ｍｍ以上２ｍｍ未満であることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の鉱石スラリーの製造方法。
6. ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の浸出工程に供給する鉱石スラリーの製造装置であって、
   前記ニッケル酸化鉱石を解砕し水と混合して混合スラリーを得るドラムと、
   該ドラムに連結されていて、前記混合スラリーを、格子目のスクリーンを用いて分級することで、前記混合スラリーに含まれる礫を除去して粗鉱石スラリーを得るトロンメルと、
   前記粗鉱石スラリーに含まれる礫を除去して鉱石スラリーを得る振動篩と、
   原料として前記ニッケル酸化鉱石と前記水とを前記ドラムに供給し、水を前記トロンメルと前記振動篩とに供給する供給部と、
   前記供給部から前記ドラムへの前記水と前記ニッケル酸化鉱石の供給量、前記供給部から前記トロンメルへの前記水の供給量、前記供給部から前記振動篩への前記水の供給量、前記トロンメルと前記ドラムとの回転、および、前記振動篩の振動を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記原料中に占める前記ニッケル酸化鉱石の割合を少なくとも３５ｗｔ％以上に制御することを特徴とする、鉱石スラリーの製造装置。