JP2019094545A - Reaction vessel - Google Patents

Reaction vessel Download PDF

Info

Publication number
JP2019094545A
JP2019094545A JP2017226471A JP2017226471A JP2019094545A JP 2019094545 A JP2019094545 A JP 2019094545A JP 2017226471 A JP2017226471 A JP 2017226471A JP 2017226471 A JP2017226471 A JP 2017226471A JP 2019094545 A JP2019094545 A JP 2019094545A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stirring
electric motor
control device
motor
autoclave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017226471A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6900885B2 (en
Inventor
浩和 大田
Hirokazu Ota
浩和 大田
慶一 内藤
Keiichi Naito
慶一 内藤
弥生 深川
Yayoi Fukagawa
弥生 深川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP2017226471A priority Critical patent/JP6900885B2/en
Publication of JP2019094545A publication Critical patent/JP2019094545A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6900885B2 publication Critical patent/JP6900885B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

To provide a reaction vessel capable of stably operating even when stirring resistance increased due to a decrease of air supplied to an inside of a vessel body.SOLUTION: A reaction vessel is provided with: a vessel body 11 provided with a blow pipe 17 for supplying a gas from the outside; a stirring blade 22 for stirring a liquid in the vessel body 11; a stirring shaft 21 provided with a stirring blade 22; an electric motor 27 for rotating the stirring shaft 21; a motor controller 28 for controlling the electric motor 27; and a controller 31 of outputting an operation signal to the a motor controller 28. And, the motor controller 28 performs a constant output control for making an output of the electric motor 27 constant. Thus, even when an air supply amount is reduced and the stirring resistance becomes rapidly larger, an eddy current is suppressed from flowing to the electric motor 27. Therefore, the stirring device 20 of the reaction vessel is not stopped contrary to an intention of a user of the reaction vessel, and the stable operation may be carried out.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、反応容器に関する。さらに詳しくは、気体を容器本体内に供給する吹込管を備えた反応容器に関する。   The present invention relates to a reaction vessel. More particularly, the present invention relates to a reaction vessel provided with a blow pipe for supplying gas into the vessel body.

特許文献１には、ニッケルとコバルトの混合硫化物（Ｍｉｘｅｄ Ｓｕｌｆｉｄｅ、以下本明細書ではＭＳと称することがある）を製造するためのニッケル酸化鉱石の高圧酸浸出（ＨＰＡＬ：Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ａｃｉｄ Ｌｅａｃｈｉｎｇ）法で使用されているオートクレーブが開示されている。このオートクレーブは反応容器の１つであり、その内部では、内部に貯留された液状物であるスラリーが、撹拌機により撹拌されることで、内部で行われる浸出反応が促進されている。   Patent Document 1 describes a high pressure acid leaching (HPAL) method of nickel oxide ore for producing a mixed sulfide of nickel and cobalt (Mixed Sulfide, hereinafter sometimes referred to as MS). The autoclave used by is disclosed. This autoclave is one of the reaction vessels, and inside thereof, the slurry which is a liquid substance stored inside is stirred by a stirrer to promote the leaching reaction to be performed inside.

特開２０１４−８８６２０号公報JP, 2014-88620, A

特許文献１で開示されているオートクレーブは、容器の上部から垂下した撹拌軸を備え、この撹拌軸には、スラリーを撹拌するための撹拌翼が備えられている。また、オートクレーブは、ＨＰＡＬ法の下流側の工程、すなわちＭＳを原料とした加圧浸出法による硫酸ニッケルの製造プロセスでも用いられており、このプロセスでも、撹拌翼を有する撹拌軸が備えられている。硫酸ニッケルの製造プロセスで用いられるオートクレーブでは、撹拌翼の下方から空気などの酸素を含有した気体が供給され、撹拌翼によりこの空気が微細化され、液体中に分散させることで気液接触面積を増加させ、酸化反応効率を上げている。   The autoclave disclosed in Patent Document 1 includes a stirring shaft depending from the top of the container, and the stirring shaft is provided with a stirring blade for stirring the slurry. In addition, the autoclave is also used in the downstream process of the HPAL method, that is, the process of producing nickel sulfate by pressure leaching method using MS as a raw material, and also in this process, a stirring shaft having a stirring blade is provided . In an autoclave used in the production process of nickel sulfate, an oxygen-containing gas such as air is supplied from below the stirring blade, and this air is refined by the stirring blade and dispersed in a liquid by dispersing it in a liquid. Increase the oxidation reaction efficiency.

これらのオートクレーブの撹拌軸は、誘導モータにより回転し、誘導モータはインバータにより制御されている。オートクレーブでは、撹拌軸は一定の回転数で制御される。この制御は、インバータから誘導モータに対する出力する電流の周波数を一定に制御することにより行われている。   The stirring shaft of these autoclaves is rotated by an induction motor, and the induction motor is controlled by an inverter. In the autoclave, the stirring shaft is controlled at a constant rotational speed. This control is performed by controlling the frequency of the current output from the inverter to the induction motor constant.

ここで、反応容器であるオートクレーブでは、その運転者が内部の反応の液状物の温度などの状況を確認しながら、酸化反応状態を推定し、供給する空気の量を増減させることがある。例えば温度が高くなり反応が過度に促進していると判断される場合、運転者は供給する空気の量を減少させ、酸化反応を抑える。撹拌翼の下方から気体が供給され、撹拌翼によりこの空気が微細化され、液体中に分散させることには、結果として、摩擦の少ない気体の液体中に占める割合を大きくすることで撹拌抵抗を少なくする効果もある。また、気体を液体中に分散させることで見掛けの液密度も低下し撹拌抵抗を減少させる。そこで、空気の量が減少することで、撹拌抵抗が大きくなる。すると、周波数制御されている誘導モータへ供給される電流値が大きくなり、過電流により誘導モータが停止し、反応容器の操業が停止するという問題がある。   Here, in the autoclave which is a reaction container, the operator may estimate the oxidation reaction state and increase or decrease the amount of supplied air while confirming the situation such as the temperature of the liquid substance of the internal reaction. For example, if it is judged that the temperature rises and the reaction is promoted excessively, the driver reduces the amount of air supplied to suppress the oxidation reaction. The gas is supplied from below the stirring blade, and this air is refined by the stirring blade and dispersed in the liquid. As a result, the ratio of the gas with less friction to the liquid is increased, and the stirring resistance can be increased. There is also an effect to reduce. In addition, by dispersing the gas in the liquid, the apparent liquid density is also reduced to reduce the stirring resistance. Therefore, the reduction in the amount of air increases the stirring resistance. Then, the value of the current supplied to the frequency-controlled induction motor becomes large, and there is a problem that the induction motor is stopped by the over current and the operation of the reaction container is stopped.

本発明は上記事情に鑑み、空気供給量の減少により撹拌抵抗が増加した場合でも安定して操業を行うことができる反応容器を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a reaction container which can be stably operated even when the resistance to stirring is increased due to the decrease of the amount of supplied air.

第１発明の反応容器は、外部から気体を供給する吹込管を備えた容器本体と、該容器本体内の液状物を撹拌する撹拌翼と、該撹拌翼が設けられた撹拌軸と、該撹拌軸を回転させる電動モータと、該電動モータを制御するモータ制御装置と、該モータ制御装置に動作信号を出力する制御装置と、が備えられており、前記モータ制御装置が、前記電動モータの出力を一定にする定出力制御をしていることを特徴とする。
第２発明の反応容器は、第１発明において、前記制御装置は、前記モータ制御装置から前記電動モータへの出力電力に対する、前記モータ制御装置から前記電動モータへの出力周波数の値が、あらかじめ定められた値を超えると、警報機能を働かせることを特徴とする。 The reaction container according to the first aspect of the present invention comprises a container body provided with a blow pipe for supplying gas from the outside, a stirring blade for stirring a liquid in the container body, a stirring shaft provided with the stirring blade, and the stirring. An electric motor for rotating a shaft, a motor control device for controlling the electric motor, and a control device for outputting an operation signal to the motor control device are provided, and the motor control device is an output of the electric motor. It is characterized in that constant output control is performed to make.
In a reaction container according to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the control device determines in advance the value of the output frequency from the motor control device to the electric motor with respect to the output power from the motor control device to the electric motor. If the value is exceeded, the alarm function is activated.

第１発明によれば、モータ制御装置が定出力制御をしていることにより、空気供給量を減少させ、撹拌抵抗が急激に大きくなっても、電動モータに過電流が流れることを抑制できる。これにより、反応容器の運転者の意思に反して、反応容器の撹拌装置が停止することがなく、安定した操業を行うことができる。
第２発明によれば、制御装置が、出力電力に対する出力周波数の値があらかじめ定められた値を超えると、警報機能を働かせることにより、撹拌翼が摩耗して出力回転数が異常に高くなることを防止できると共に、撹拌翼の摩耗を早期に検知することができる。 According to the first aspect of the invention, since the motor control device performs constant output control, it is possible to reduce the amount of supplied air, and to suppress the flow of an overcurrent in the electric motor even if the agitation resistance rapidly increases. Thereby, contrary to the intention of the reaction container driver, the stirring device of the reaction container does not stop and stable operation can be performed.
According to the second aspect of the invention, when the value of the output frequency with respect to the output power exceeds a predetermined value, the control device operates the alarm function to wear the agitating blade and the output rotational speed becomes abnormally high. As a result, it is possible to detect wear of the stirring blade early.

本発明の第１実施形態に係る反応容器の部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the reaction container which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る反応容器の正面断面図である。It is front sectional drawing of the reaction container which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図（Ａ）は、図２の反応容器内の撹拌翼の平面図である。図（Ｂ）は図（Ａ）の撹拌翼のＢ−Ｂ矢視断面図である。The figure (A) is a top view of the stirring blade in the reaction container of FIG. The figure (B) is a BB arrow sectional view of the stirring blade of a figure (A). 図２の反応容器の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the reaction container of FIG. 図２の反応容器の制御フロー図である。It is a control flow figure of the reaction container of FIG.

つぎに、硫酸ニッケルの製造プロセスについて説明する。硫酸ニッケルの製造プロセスでは、原料としてＭＳを加圧浸出処理する。この浸出処理において、本発明の反応容器の一例であるオートクレーブ１０（図２参照）が使用されている。   Below, the manufacturing process of nickel sulfate is demonstrated. In the nickel sulfate manufacturing process, MS is pressure leached as a raw material. In this leaching treatment, an autoclave 10 (see FIG. 2) which is an example of the reaction container of the present invention is used.

（硫酸ニッケルの製造プロセス）
硫酸ニッケルの原料としてＭＳが用いられる。このＭＳは低ニッケル品位のニッケル酸化鉱石を加圧酸浸出し、加圧酸浸出液から鉄などの不純物を除去した後、ニッケルイオンおよびコバルトイオンを含む浸出液に硫化水素ガスを吹き込む湿式硫化反応などによって得られたものである。ニッケル・コバルト混合硫化物の主成分はＮｉＳなどの硫化物である。 (Manufacturing process of nickel sulfate)
MS is used as a raw material of nickel sulfate. This MS pressure acid leaches low nickel grade nickel oxide ore, removes impurities such as iron from the pressure acid leach solution, and then blows hydrogen sulfide gas into the leach solution containing nickel ions and cobalt ions, etc. It is obtained. The main component of the nickel-cobalt mixed sulfide is a sulfide such as NiS.

つぎに、ＭＳに対して、レパルプ工程が実施される。このレパルプ工程において、ＭＳは水などによりレパルプされ、スラリーとなる。レパルプ工程では、固体粉末状のＭＳをレパルプ槽に投入し、水とともに混合、撹拌してスラリーを製造する。スラリーは、本発明に係る反応容器の一例であるオートクレーブ１０に装入され加圧浸出に供される。なお、本明細書では、ＭＳなどの金属含有固形物を含むスラリーまたは液体単体などの液体状物質を液状物と称することがある。   Next, a repulping process is performed on MS. In this repulping process, MS is repulped with water or the like to form a slurry. In the repulping process, solid powder MS is put into a repulping tank, mixed with water, and stirred to produce a slurry. The slurry is charged into an autoclave 10, which is an example of a reaction container according to the present invention, and subjected to pressure leaching. In the present specification, a liquid substance such as a slurry containing a metal-containing solid substance such as MS or a single liquid substance may be referred to as a liquid substance.

つぎに、加圧浸出工程が実施される。この加圧浸出工程では、オートクレーブ１０によって混合硫化物に含まれるニッケルおよびコバルトが高圧空気により浸出される。例えば、オートクレーブ１０に装入されるスラリーの固形分濃度は２００〜３００ｇ／Ｌ、流量は５０〜１００L／分である。オートクレーブ１０内の温度は１５０〜２２０℃、圧力はゲージ圧で１．７〜２．３ＭＰａである。   Next, a pressure leaching step is performed. In the pressure leaching step, the autoclave 10 leaches nickel and cobalt contained in the mixed sulfide with high pressure air. For example, the solid content concentration of the slurry charged to the autoclave 10 is 200 to 300 g / L, and the flow rate is 50 to 100 L / min. The temperature in the autoclave 10 is 150 to 220 ° C., and the pressure is 1.7 to 2.3 MPa in gauge pressure.

オートクレーブ１０からは硫酸ニッケルと硫酸コバルトとの混合水溶液である加圧浸出液が排出される。加圧浸出液は降圧、冷却された後に次工程に供給され、硫酸ニッケルの製造に用いられる。   The autoclave 10 discharges a pressure leaching solution which is a mixed aqueous solution of nickel sulfate and cobalt sulfate. The pressure leaching solution is depressurized and cooled and then supplied to the next step to be used for the production of nickel sulfate.

つぎに、本発明の実施形態に係る反応容器を図面に基づき説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための反応容器を例示するものであって、反応容器を以下のものに特定しない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。   Below, the reaction container which concerns on embodiment of this invention is demonstrated based on drawing. However, the embodiment shown below is an example of a reaction container for embodying the technical concept of the present invention, and the reaction container is not specified as follows. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for the sake of clarity.

（反応容器）
図２には、本発明の第１実施形態に係る反応容器の側面断面図を示す。なお理解を容易にするため、図２では、オートクレーブ１０の説明に用いない部分は省略している。本実施形態の反応容器は、内部を高圧にできるオートクレーブ１０である。オートクレーブ１０の容器本体１１は、両端に鏡板を有する円筒体であり、その軸心を水平に配置する構成である。容器本体１１は、スラリーを貯留する容器であり、容器本体１１内は、複数の区画１１ａ〜１１ｅに、隔壁１４により区画化されている。 (Reaction vessel)
FIG. 2 shows a side cross-sectional view of the reaction container according to the first embodiment of the present invention. In addition, in order to make an understanding easy, the part which is not used for description of the autoclave 10 is abbreviate | omitted in FIG. The reaction container of the present embodiment is an autoclave 10 capable of providing high pressure inside. The container main body 11 of the autoclave 10 is a cylindrical body having a mirror plate at both ends, and the axial center thereof is arranged horizontally. The container main body 11 is a container for storing a slurry, and the inside of the container main body 11 is partitioned by the partition 14 into a plurality of compartments 11 a to 11 e.

本実施形態では、区画１１ａに、ＭＳのスラリーがスラリーの供給管（不図示）により供給され、区画１１ａから区画１１ｅに向けて、このスラリーが移動し、浸出後スラリーの排出管１２により、このスラリーは区画１１ｅから排出される。オートクレーブ１０内は高圧であるので、排出用の設備等を設ける必要はなく、オートクレーブ１０内外の圧力差によりスラリーは排出管１２から排出される。また、オートクレーブ１０内では、スラリーは、隔壁１４を超えたり、隔壁１４に設けられた通過孔を通過したりして区画１１ｅへ移動する。スラリーの液面Ｒは、隔壁１４の上端とほぼ一致している。   In the present embodiment, the slurry of MS is supplied to the section 11a by a slurry supply pipe (not shown), and the slurry moves from the section 11a to the section 11e, and the expelling slurry discharge pipe 12 The slurry is discharged from the compartment 11e. Since the inside of the autoclave 10 is at a high pressure, it is not necessary to provide equipment for discharge, etc., and the pressure difference between the inside and the outside of the autoclave 10 causes the slurry to be discharged from the discharge pipe 12. Further, in the autoclave 10, the slurry moves over the partition 14 or passes through the passage hole provided in the partition 14 and moves to the section 11e. The liquid level R of the slurry substantially coincides with the upper end of the partition wall 14.

各区画１１ａ〜１１ｅでは、吹込管１７により容器本体１１の外部から空気が供給され、空気中の酸素とＭＳとが反応している。また吹込管１７の排出口近傍には、撹拌装置２０が備えられており、それぞれの区画１１ａ〜１１ｅ内で、吹込まれた空気をせん断し微細化して、気体と、液体および固体の反応界面積を増加させると共に、スラリーを撹拌させ、酸素とＭＳとの反応を促進している。なお本実施形態では吹込管１７により吹込まれるのは空気であるが、酸素、酸素富化空気、塩素ガスなど反応容器内の反応に用いられる気体であれば特に限定されない。   In each of the sections 11a to 11e, air is supplied from the outside of the container body 11 by the blow-in pipe 17, and oxygen in the air reacts with MS. A stirring device 20 is provided in the vicinity of the outlet of the blowing tube 17 and sheared and refined the blown air in each of the sections 11a to 11e to form reaction surface area of gas, liquid and solid. The slurry is stirred to promote the reaction of oxygen with MS. In the present embodiment, air is blown by the blow pipe 17. However, it is not particularly limited as long as it is a gas used for the reaction in the reaction container, such as oxygen, oxygen-enriched air, chlorine gas and the like.

図１には、図２の区画１１ａ部分を拡大した断面図を示す。図１に示すように、区画ごとに撹拌装置２０はそれぞれの区画内のスラリーを撹拌するために用いられる。撹拌装置２０は、スラリーを撹拌する撹拌翼２２と、この撹拌翼２２が設けられた撹拌軸２１と、この撹拌軸２１を、オートクレーブ１０の容器本体１１の外側で回転自在に支持する外側構成部２４とを含んで構成されている。   FIG. 1 shows an enlarged cross-sectional view of the section 11a of FIG. As shown in FIG. 1, per compartment, a stirrer 20 is used to stir the slurry in each compartment. The stirring device 20 includes a stirring blade 22 for stirring the slurry, a stirring shaft 21 provided with the stirring blade 22, and an outer component rotatably supporting the stirring shaft 21 outside the container body 11 of the autoclave 10. And 24 are configured.

吹込管１７の端部は撹拌翼２２の直下に配置されている。そのため、空気は撹拌翼２２の直下に吹き込まれる。撹拌翼２２が回転しているときに、吹込管１７から空気が吹き込まれると、供給された空気が撹拌翼２２の回転により微細化され、スラリー中に分散する。これにより、気液接触面積が増大し、反応効率が上がって、浸出反応が促進される。加えて空気が供給されることで、摩擦の少ない気体の液体中に占める割合が大きくなるとともに見掛けの液密度も低下し、撹拌抵抗が少なくなる。   The end of the blowing tube 17 is disposed directly below the stirring blade 22. Therefore, air is blown immediately below the stirring blade 22. When air is blown from the blowing tube 17 while the stirring blade 22 is rotating, the supplied air is refined by the rotation of the stirring blade 22 and dispersed in the slurry. This increases the gas-liquid contact area, increases the reaction efficiency, and promotes the leaching reaction. In addition, the supply of air increases the proportion of the gas with low friction in the liquid and also reduces the apparent liquid density, thus reducing the stirring resistance.

外側構成部２４は、オートクレーブ１０の容器本体１１の外側で撹拌軸２１を支持するとともに、撹拌軸２１を駆動するための電動モータ２７などの機械要素を含んで構成されている。電動モータ２７は、インバータなど後述するモータ制御装置２８（図４参照）により回転数等が制御されている。回転数の上昇下降の時間などが制御できることから、立ち上げ立ち下げ時に撹拌軸２１などに過大な負荷がかからないようになっている。この電動モータ２７の回転数は、減速機２６により減速されている。そして、減速機２６の回転は、チェーンカップリングなどの継手２５により撹拌軸２１に伝達されている。   The outer component 24 supports the stirring shaft 21 outside the container body 11 of the autoclave 10, and includes mechanical elements such as an electric motor 27 for driving the stirring shaft 21. The rotation speed and the like of the electric motor 27 are controlled by a motor control device 28 (see FIG. 4) described later such as an inverter. Since the time of rise and fall of the rotational speed can be controlled, an excessive load is not applied to the stirring shaft 21 and the like at the time of rise and fall. The rotational speed of the electric motor 27 is reduced by the reduction gear 26. The rotation of the reduction gear 26 is transmitted to the stirring shaft 21 by a joint 25 such as a chain coupling.

図３（Ａ）は撹拌装置２０を構成する撹拌翼２２の平面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＢ−Ｂ矢視での撹拌翼２２の断面図である。本実施形態の撹拌翼２２はタービン型であり、固定部２２ａ、円盤部２２ｂ、複数の翼板２２ｃなどを含んで構成されている。これら各構成部材の母材は特に限定されないが、例えばステンレス鋼である。   FIG. 3 (A) is a plan view of the stirring blade 22 constituting the stirring device 20, and FIG. 3 (B) is a cross-sectional view of the stirring blade 22 as viewed from the arrow B-B in FIG. 3 (A). The stirring blade 22 of the present embodiment is a turbine type, and is configured to include a fixing portion 22a, a disk portion 22b, a plurality of vanes 22c, and the like. The base material of each of these constituent members is not particularly limited, and is, for example, stainless steel.

固定部２２ａは撹拌装置２０の撹拌軸２１に固定される部材である。固定部２２ａが撹拌軸２１に固定されることにより、撹拌翼２２が撹拌軸２１に取り付けられる。固定部２２ａの内部に撹拌軸２１の先端部が挿入され、固定部２２ａが撹拌軸２１に固定される。   The fixing portion 22 a is a member fixed to the stirring shaft 21 of the stirring device 20. By fixing the fixing portion 22 a to the stirring shaft 21, the stirring blade 22 is attached to the stirring shaft 21. The tip of the stirring shaft 21 is inserted into the inside of the fixing portion 22 a, and the fixing portion 22 a is fixed to the stirring shaft 21.

円盤部２２ｂは円形平板状の部材である。また、翼板２２ｃは矩形平板状の部材である。複数の翼板２２ｃが円盤部２２ｂの半径方向に沿って放射状に設けられている。複数の翼板２２ｃは撹拌翼２２の重量バランスがとれるように等角度間隔で設けられる。翼板２２ｃの数は特に限定されないが、本実施形態の撹拌翼２２は６つの翼板２２ｃを有する。   The disk portion 22 b is a circular flat plate member. The vane 22c is a rectangular flat member. A plurality of vanes 22c are provided radially along the radial direction of the disk portion 22b. The plurality of vanes 22c are provided at equal angular intervals so that the weight of the agitating vanes 22 can be balanced. The number of vanes 22c is not particularly limited, but the agitating vanes 22 of this embodiment have six vanes 22c.

翼板２２ｃは円盤部２２ｂの上下面に対して傾斜して設けられている。すなわち、撹拌翼２２は傾斜タービン型である。翼板２２ｃと円盤部２２ｂとのなす角は特に限定されないが、例えば４５°である。   The vane 22c is provided to be inclined with respect to the upper and lower surfaces of the disk portion 22b. That is, the agitating blades 22 are of the inclined turbine type. Although the angle which the blade 22c and the disk part 22b make is not specifically limited, For example, it is 45 degrees.

撹拌翼２２は図３に示す矢印の方向に回転する。すなわち、撹拌翼２２は平面視において時計回りに回転する。なお、撹拌翼２２の回転方向はこの逆（平面視において反時計回り）でもよい。   The stirring blade 22 rotates in the direction of the arrow shown in FIG. That is, the stirring blade 22 rotates clockwise in plan view. The direction of rotation of the stirring blade 22 may be reverse (counterclockwise in plan view).

本実施形態の撹拌翼２２には耐摩耗加工が施されている場合がある。耐摩耗加工は、例えば、耐摩耗材を溶射することで行われる。図１、図３においてドットでハッチングされた領域に耐摩耗層が形成されている。   The stirring blade 22 of the present embodiment may be subjected to wear resistance processing. The abrasion resistance processing is performed, for example, by spraying an abrasion resistant material. The wear resistant layer is formed in the area hatched by dots in FIGS. 1 and 3.

耐摩耗材としては特に限定されないが、耐摩耗合金、セラミックスなどが挙げられる。耐摩耗合金としてコバルト、クロム、およびタングステンを含む合金が挙げられる。このような合金はステライト（登録商標）として知られている。耐摩耗材としてコバルト、クロム、およびタングステンを含む合金を用いれば、十分な耐摩耗性が得られる。翼板２２ｃには、翼板２２ｃの回転方向を向いた面の全体、外縁、および一対の側縁などに耐摩耗層が形成されている。なお耐摩耗加工は施されない場合もある。   The wear resistant material is not particularly limited, and examples thereof include wear resistant alloys and ceramics. Wear-resistant alloys include alloys containing cobalt, chromium and tungsten. Such an alloy is known as Stellite®. Sufficient wear resistance can be obtained by using an alloy containing cobalt, chromium and tungsten as the wear resistant material. In the vane 22c, a wear resistant layer is formed on the entire surface of the vane 22c in the rotational direction, the outer edge, and a pair of side edges. In some cases, no wear resistance processing is performed.

図４は、本実施形態に係る反応容器の一例であるオートクレーブ１０の制御ブロック図である。オートクレーブ１０は、制御装置３１を備えている。この制御装置３１は、この制御装置３１への入力信号を入力したり、制御装置３１からの出力信号を受けたりする入出力装置３３が電気的に接続されている。オートクレーブ１０の運転者は、この入出力装置３３からオートクレーブ１０の撹拌装置２０などの操作を行う。   FIG. 4 is a control block diagram of the autoclave 10 which is an example of the reaction container according to the present embodiment. The autoclave 10 is provided with a controller 31. The control device 31 is electrically connected to an input / output device 33 which receives an input signal to the control device 31 and receives an output signal from the control device 31. The driver of the autoclave 10 operates the stirring device 20 of the autoclave 10 from the input / output device 33 and the like.

制御装置３１には、吹込空気調整装置３２、モータ制御装置２８、警報器３０が電気的に接続されている。吹込空気調整装置３２は、制御装置３１からの指令にしたがって、吹込管１７の空気の流量を調整する。モータ制御装置２８は、制御装置３１からの指令にしたがって電動モータ２７を回転させる。モータ制御装置２８と電動モータ２７との間には、電磁接触器２９が設けられている。電動モータ２７にかかる負荷が極端に大きくなった場合に、過電流が流れてモータ制御装置２８等の部品が破損しないように、電磁接触器２９によりこの間の電流が遮断される。警報器３０は、オートクレーブ１０のシステムに異常があった場合に、制御装置３１からの指令にしたがって、オートクレーブ１０の運転者にその異常を覚知させる。   A blown air adjustment device 32, a motor control device 28, and an alarm device 30 are electrically connected to the control device 31. The blown air adjustment device 32 adjusts the flow rate of air in the blow pipe 17 in accordance with a command from the control device 31. The motor control device 28 rotates the electric motor 27 in accordance with a command from the control device 31. An electromagnetic contactor 29 is provided between the motor controller 28 and the electric motor 27. When the load applied to the electric motor 27 becomes extremely large, the current between the two is interrupted by the magnetic contactor 29 so that the overcurrent does not flow and the parts such as the motor control device 28 are not damaged. When there is an abnormality in the system of the autoclave 10, the alarm device 30 makes the driver of the autoclave 10 aware of the abnormality according to a command from the control device 31.

（反応容器の使用方法）
次に反応容器であるオートクレーブ１０の使用方法について説明する。オートクレーブ１０の運転者は、入出力装置３３を操作して、オートクレーブ１０を通常の操業状態にする。通常の操業状態とは、吹込管１７より空気が供給され、反応前のスラリーが容器本体１１に供給されると共に、反応後のスラリーが容器本体１１から排出されている状態を言う。この通常の操業状態にするため、オートクレーブ１０の運転者は、事前にオートクレーブ１０の容器本体１１に反応前のスラリーを供給し、高圧空気の吹込みにより酸化浸出反応を開始させ、オートクレーブ１０内を所定の温度と圧力とする。 (How to use the reaction vessel)
Next, a method of using the autoclave 10 which is a reaction container will be described. The operator of the autoclave 10 operates the input / output device 33 to put the autoclave 10 into a normal operating condition. The normal operation state is a state in which air is supplied from the blow pipe 17, the slurry before the reaction is supplied to the container body 11, and the slurry after the reaction is discharged from the container body 11. In order to achieve this normal operating condition, the operator of the autoclave 10 supplies the pre-reaction slurry to the container body 11 of the autoclave 10 in advance, starts the oxidative leaching reaction by blowing high pressure air, and Let it be a predetermined temperature and pressure.

通常の操業状態において、オートクレーブ１０の制御装置３１は、入出力装置３３からの指令により、撹拌装置２０を構成する電動モータ２７の出力を一定にする定出力制御を行う。   In a normal operation state, the control device 31 of the autoclave 10 performs constant output control to make constant the output of the electric motor 27 constituting the stirring device 20 according to a command from the input / output device 33.

オートクレーブ１０などの反応容器では、空気等の気体が吹込まれることにより、酸化浸出反応が進行する。ここで、気体の供給量はオートクレーブ１０内の酸化反応状態に応じて増減させることがある。気体の供給量を増加させると、液体中に占める摩擦の少ない気体の割合が大きくなるとともに見掛けの液密度も低下するので撹拌抵抗が小さくなる。逆に、気体の供給量を減少させると攪拌抵抗が大きくなる。電動モータ２７の回転数を一定にする制御が行なわれている場合、攪拌抵抗が大きくなると電動モータ２７に負荷が過大にかかる。特に、気体の供給量を短時間で減少させた場合には、攪拌抵抗が急激に上昇し、電動モータ２７に過電流が流れることがある。そうすると、電磁接触器２９が動作し、電動モータ２７へ供給される電流が停止される。これに対し、電動モータ２７の出力を一定にする定出力制御をモータ制御装置２８が行っていれば、撹拌抵抗の上昇に対して、モータ制御装置２８が電動モータ２７の回転数を少なくさせ、電動モータ２７へ供給される電流が制限される。これにより撹拌抵抗の増加によって電動モータ２７が意図せず停止することを防止できる。   In a reaction container such as the autoclave 10, oxidation leaching reaction proceeds by blowing in a gas such as air. Here, the amount of gas supplied may be increased or decreased depending on the oxidation reaction state in the autoclave 10. When the gas supply amount is increased, the proportion of the gas with less friction in the liquid increases and the apparent liquid density also decreases, so the agitation resistance decreases. On the contrary, when the gas supply amount is reduced, the stirring resistance increases. When control is performed to make the rotational speed of the electric motor 27 constant, an excessive load is applied to the electric motor 27 when the stirring resistance increases. In particular, when the gas supply amount is decreased in a short time, the stirring resistance may rise sharply and an overcurrent may flow in the electric motor 27. Then, the electromagnetic contactor 29 operates and the current supplied to the electric motor 27 is stopped. On the other hand, if the motor control device 28 performs constant output control to make the output of the electric motor 27 constant, the motor control device 28 causes the number of rotations of the electric motor 27 to decrease with respect to the increase in agitation resistance, The current supplied to the electric motor 27 is limited. As a result, it is possible to prevent the electric motor 27 from unintentionally stopping due to the increase in the stirring resistance.

モータ制御装置２８が定出力制御を行っていることにより、空気供給量を減少させ、撹拌抵抗が急激に大きくなっても、電動モータ２７に過電流が流れることを抑制できる。これにより、反応容器の運転者の意思に反して、反応容器の撹拌装置２０が停止することがなく、安定した操業を行うことができる。   Since the motor control device 28 performs constant output control, the amount of supplied air can be reduced, and even if the stirring resistance rapidly increases, it is possible to suppress an overcurrent from flowing in the electric motor 27. Thereby, contrary to the driver's intention of the reaction container, the stirring device 20 of the reaction container does not stop and stable operation can be performed.

図５には、本実施形態に係る反応容器の制御フロー図を示す。この制御フロー図は、オートクレーブ１０を通常の操業状態とした後のものである。   FIG. 5 shows a control flow chart of the reaction container according to the present embodiment. This control flow diagram is after the autoclave 10 has been put into normal operation.

反応容器が本実施形態で説明したオートクレーブ１０である場合、長時間の運転によりスラリーを撹拌している撹拌翼２２が摩耗する。摩耗が進んだ撹拌翼２２で定出力制御を実施すると、出力回転数を上げる必要があるため制御装置３１は、モータ制御装置２８へ電動モータ２７の回転数を上げるよう、すなわち周波数を上げるよう制御する。図５の制御フローでは、上記のように撹拌翼２２が摩耗した状態を反応容器の運転者に知らせるための制御フローである。   In the case where the reaction vessel is the autoclave 10 described in the present embodiment, the stirring blade 22 which is stirring the slurry is worn out by long-time operation. When constant output control is performed with the agitating blade 22 which has advanced in wear, it is necessary to increase the output rotational speed, so that the control device 31 controls the motor control device 28 to increase the rotational speed of the electric motor 27, that is, to increase the frequency. Do. The control flow of FIG. 5 is a control flow for notifying the operator of the reaction container of the worn state of the stirring blade 22 as described above.

オートクレーブ１０の運転者が、入出力装置３３等を操作して通常の操業状態とした後、制御装置３１は、ステップ０１（以下Ｓ０１のように記載する）で、モータ制御装置２８が定出力制御を行っているかどうかを判断する。モータ制御装置２８が定出力制御を行っていないと制御装置３１が判断した場合、制御装置３１は、そのままの状態を維持する。モータ制御装置２８が定出力制御を行っていると制御装置３１が判断した場合、制御装置３１は、Ｓ０２に進む。   After the driver of the autoclave 10 operates the input / output device 33 and the like to put it into a normal operation state, the control device 31 performs constant output control of the motor control device 28 in step 01 (hereinafter described as S01). Determine if you are doing. When the control device 31 determines that the motor control device 28 does not perform the constant output control, the control device 31 maintains the state as it is. If the control device 31 determines that the motor control device 28 is performing constant output control, the control device 31 proceeds to S02.

Ｓ０２で制御装置３１は、モータ制御装置２８から電動モータ２７への出力電力の情報を取得するとともに、モータ制御装置２８から電動モータ２７への出力周波数の情報を取得する。そして、この出力電力に対するこの出力周波数の値、すなわち出力周波数／出力電力により算出される値を求める。   In S02, the control device 31 acquires information of output power from the motor control device 28 to the electric motor 27, and acquires information of output frequency from the motor control device 28 to the electric motor 27. Then, the value of the output frequency with respect to the output power, that is, the value calculated by the output frequency / output power is determined.

Ｓ０３で制御装置３１は、出力周波数／出力電力の値が、オートクレーブ１０の運転者があらかじめ定めた値を超えているかどうかを判断する。超えていないと制御装置３１が判断した場合、制御装置３１は、そのままの状態を維持する。超えていると制御装置３１が判断した場合、制御装置３１は、次のステップに進む。あらかじめ定めた値は、例えば通常の操業状態で算出された出力周波数／出力電力の値の１．２倍の値を用いることができる。ただしこの数値に限定されるものではない。   In S03, the control device 31 determines whether the value of the output frequency / output power exceeds a value predetermined by the driver of the autoclave 10. When the control device 31 determines that it does not exceed, the control device 31 maintains the state as it is. If the control device 31 determines that it has exceeded, the control device 31 proceeds to the next step. As the predetermined value, for example, a value 1.2 times the value of output frequency / output power calculated in a normal operating condition can be used. However, it is not limited to this number.

Ｓ０４で、制御装置３１は、オートクレーブ１０に設けられた警報器３０を作動させるなど警報機能を働かせ、オートクレーブ１０の運転者にあらかじめ定められた値を超えたことを知らせる。また、制御装置３１は、入出力装置３３の画面上にアラームを表示させる警報機能を働かせ、運転者にその状態を認知させることも可能である。   At S04, the control device 31 operates the alarm function such as operating the alarm device 30 provided in the autoclave 10, and notifies the driver of the autoclave 10 that the predetermined value has been exceeded. The control device 31 can also operate an alarm function for displaying an alarm on the screen of the input / output device 33 to make the driver aware of the state.

制御装置３１が、出力電力に対する出力周波数の値があらかじめ定められた値を超えると、警報機能を働かせることにより、撹拌翼２２が摩耗して出力回転数が異常に高くなることを防止できる。また、適切な値をあらかじめ定めておくことにより、運転中に撹拌翼の摩耗状態を視認することが不可能な反応容器において、撹拌機の摩耗を早期に検知することができる。   When the value of the output frequency with respect to the output power exceeds a predetermined value, the control device 31 operates the alarm function to prevent the agitating blade 22 from being worn and preventing the output rotational speed from becoming abnormally high. In addition, by setting an appropriate value in advance, the wear of the stirrer can be detected early in a reaction container in which it is not possible to visually recognize the worn state of the stirring blade during operation.

本発明の定出力制御による反応容器を採用することによって、電動モータの定格容量の小さな撹拌装置が選定できる可能性もあり、設備投資コストを削減することもできる。また、従来の一定の回転数での制御と比べて、空気吹き込み時において、撹拌機の回転数を増加させることができるため、酸化浸出反応の反応効率を向上させることができる。   By adopting the reaction container with constant power control of the present invention, there is a possibility that a stirring device with a small rated capacity of the electric motor can be selected, and equipment investment cost can also be reduced. Moreover, since the rotation speed of a stirrer can be made to increase at the time of air blowing compared with control by the conventional fixed rotation speed, the reaction efficiency of an oxidation leaching reaction can be improved.

１０ オートクレーブ
１１ 容器本体
１７ 吹込管
２１ 撹拌軸
２２ 撹拌翼
２７ 電動モータ
２８ モータ制御装置
３１ 制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 autoclave 11 container main body 17 blow-in pipe 21 stirring shaft 22 stirring blade 27 electric motor 28 motor control apparatus 31 control apparatus

Claims (2)

外部から気体を供給する吹込管を備えた容器本体と、
該容器本体内の液状物を撹拌する撹拌翼と、
該撹拌翼が設けられた撹拌軸と、
該撹拌軸を回転させる電動モータと、
該電動モータを制御するモータ制御装置と、
該モータ制御装置に動作信号を出力する制御装置と、が備えられており、
前記モータ制御装置が、前記電動モータの出力を一定にする定出力制御をしている、
ことを特徴とする反応容器。 A container body provided with a blow pipe for supplying gas from the outside;
A stirring blade for stirring the liquid in the container body;
A stirring shaft provided with the stirring blade;
An electric motor for rotating the stirring shaft;
A motor control device for controlling the electric motor;
A controller for outputting an operation signal to the motor controller;
The motor control device performs constant output control to make the output of the electric motor constant.
A reaction vessel characterized by 前記制御装置は、
前記モータ制御装置から前記電動モータへの出力電力に対する、前記モータ制御装置から前記電動モータへの出力周波数の値が、あらかじめ定められた値を超えると、
警報機能を働かせる、
ことを特徴とする請求項１記載の反応容器。 The controller is
When the value of the output frequency from the motor control device to the electric motor with respect to the output power from the motor control device to the electric motor exceeds a predetermined value,
Activate the alarm function,
The reaction vessel according to claim 1, characterized in that.
JP2017226471A 2017-11-27 2017-11-27 Reaction vessel Active JP6900885B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017226471A JP6900885B2 (en) 2017-11-27 2017-11-27 Reaction vessel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017226471A JP6900885B2 (en) 2017-11-27 2017-11-27 Reaction vessel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019094545A true JP2019094545A (en) 2019-06-20
JP6900885B2 JP6900885B2 (en) 2021-07-07

Family

ID=66972710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017226471A Active JP6900885B2 (en) 2017-11-27 2017-11-27 Reaction vessel

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6900885B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116637549A (en) * 2023-07-27 2023-08-25 浙江汉信科技有限公司 Stirring control method and device for preliminary forming stage of lithium battery slurry

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005199109A (en) * 2003-12-16 2005-07-28 Toho Jitsugyo Kk Livestock excretion treatment apparatus
JP2016142216A (en) * 2015-02-04 2016-08-08 株式会社スギノマシン Pump device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005199109A (en) * 2003-12-16 2005-07-28 Toho Jitsugyo Kk Livestock excretion treatment apparatus
JP2016142216A (en) * 2015-02-04 2016-08-08 株式会社スギノマシン Pump device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116637549A (en) * 2023-07-27 2023-08-25 浙江汉信科技有限公司 Stirring control method and device for preliminary forming stage of lithium battery slurry
CN116637549B (en) * 2023-07-27 2023-10-03 浙江汉信科技有限公司 Stirring control method and device for preliminary forming stage of lithium battery slurry

Also Published As

Publication number Publication date
JP6900885B2 (en) 2021-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5387755B2 (en) Method of adding raw slurry and sulfuric acid to autoclave in high pressure acid leaching process and autoclave
JP6135609B2 (en) How to blow gas into the autoclave
AU738544B2 (en) Autoclave having high oxygen transfer rate to metal-containing solutions
JP6900885B2 (en) Reaction vessel
JP6697632B2 (en) A stirrer comprising two rotating shafts having intersecting stirring blades and capable of rotating symmetrically and in the same direction, and a stirring method
JP3677427B2 (en) Stirring apparatus and decopper leaching method using the same
TWI518248B (en) Method for controlling rotational speed of an impeller
JP2014113564A (en) Stirring reactor
JP2018171562A (en) Reaction tank and agitation reaction device
WO2006033276A2 (en) Stirring apparatus
WO2019082762A1 (en) Electric furnace and method for melting and reducing iron oxide-containing iron raw material
CA2739043C (en) Mixer and method for mixing a gas and solution
JP2018104797A (en) Stirring reactor
JP7380424B2 (en) Oxidation-neutralization reactor and method of operating the oxidation-neutralization reactor
WO2017069189A1 (en) Hydrometallurgy device
CN214514423U (en) High pressure autoclave
JP2019188302A (en) Powder treatment apparatus
CN212770885U (en) Metallurgical iron removing groove
JP6597969B2 (en) Gas blowing device
CN207465591U (en) A kind of PVC plastic micelle high-efficient automatic batch mixer
JP2018104796A (en) Stirring reactor
JP2021062346A (en) Reaction apparatus and chemical processing method using the reaction apparatus
JP2021084077A (en) Stirring device and gas-liquid mixing method
JP2014057955A (en) Method for adding raw material slurry and sulfuric acid to autoclave in high-pressure acid leaching process and autoclave
RU2120332C1 (en) Continuous-action autoclave for high-temperature opening of pyrrhotine materials

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200611

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210302

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210428

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210518

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210531

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6900885

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150