JP2019143172A - 金属硫化物の加圧酸化浸出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第2発明の金属硫化物の加圧酸化浸出方法は、第1発明において、前記高温反応室への前記冷却水の供給量を、前記オートクレーブで発生する全反応熱と同量の蒸発潜熱を消費する量以下とすることを特徴とする。
第3発明の金属硫化物の加圧酸化浸出方法は、第1または第2発明において、前記複数の反応室への前記冷却水の全供給量を、前記オートクレーブで発生する全反応熱と同量の蒸発潜熱を消費する量以下とすることを特徴とする。
第4発明の金属硫化物の加圧酸化浸出方法は、ニッケル硫化物、およびコバルト硫化物のうちのいずれか一または複数からなる金属硫化物を含む原料スラリーを、直列に配置された複数の反応室を有するオートクレーブに連続供給し、該金属硫化物を加圧酸化浸出して金属硫酸塩水溶液を得るにあたり、前記複数の反応室の一部または全部に冷却水を供給し、前記複数の反応室のうちその内部で発生する反応熱が最も多い高温反応室への前記冷却水の供給量を、前記オートクレーブで発生する全反応熱を基準として0.26L/MJ以上とすることを特徴とする。
第5発明の金属硫化物の加圧酸化浸出方法は、第4発明において、前記高温反応室への前記冷却水の供給量を、前記オートクレーブで発生する全反応熱を基準として0.44L/MJ以下とすることを特徴とする。
第6発明の金属硫化物の加圧酸化浸出方法は、第4または第5発明において、前記複数の反応室への前記冷却水の全供給量を、前記オートクレーブで発生する全反応熱を基準として0.44L/MJ以下とすることを特徴とする。
第7発明の金属硫化物の加圧酸化浸出方法は、第1、第2、第3、第4、第5または第6発明において、前記高温反応室は、前記原料スラリーが最初に供給される第1室であることを特徴とする。
第2、第3発明によれば、オートクレーブへの冷却水の全供給量を、オートクレーブで発生する全反応熱を消費するのに過剰な量としないことで、浸出液の液相の回収目的金属濃度を高くできる。
第4発明によれば、高温反応室へ所定量の冷却水を供給することで、高温反応室内のスラリーの過度な温度上昇を抑制できる。これにより、スラリーの液相における金属硫酸塩の溶解度の低下を抑制でき、金属硫酸塩の析出を抑制できる。また、高温反応室内のスラリーに冷却水を添加することで、スラリーの液相の金属硫酸塩濃度の上昇を抑制でき、金属硫酸塩の析出を抑制できる。その結果、浸出液の固形分濃度を低減でき、回収目的金属のロスを低減できる。
第5、第6発明によれば、オートクレーブへの冷却水の全供給量を、適切な量に制限することで、浸出液の液相の回収目的金属濃度を高くできる。
第7発明によれば、第1室へ所定量の冷却水を供給することで、第1室における金属硫酸塩の析出を抑制できる。そのため、未反応の原料の表面に金属硫酸塩が析出して、原料の加圧酸化浸出が阻害されることを抑制できる。その結果、浸出液の固形分濃度を低減でき、回収目的金属のロスを低減できる。
本発明の一実施形態に係る金属硫化物の加圧酸化浸出方法は、金属硫化物を加圧酸化浸出して金属硫酸塩水溶液を得る方法である。この加圧酸化浸出方法には、図1に示すようなオートクレーブ1が用いられる。
オートクレーブ1は液密性、気密性を有する横長の槽10を有している。槽10の一端には原料スラリーを供給する供給口11が設けられている。槽10の他端には浸出液を排出する排出口12が設けられている。槽10の内部には一または複数の隔壁13が立設している。この隔壁13により、槽10の内部は長手方向に並んだ複数の反応室14a〜14eに分割されている。
つぎに、加圧酸化浸出方法の基本的な手順を説明する。
まず、原料をレパルプして原料スラリーを調製する。原料として金属硫化物が用いられる。金属硫化物としてニッケル硫化物、コバルト硫化物、亜鉛硫化物、カドミウム硫化物が挙げられる。原料としてこれらの金属硫化物のうちの一つを用いてもよいし、複数を用いてもよい。
上記の加圧酸化浸出方法において、浸出液の固形分濃度が高くなる場合がある。浸出液に含まれる固形分は後工程において系外に排出される。固形分に回収目的金属が含まれていると、回収目的金属のロスとなる。回収目的金属のロスを低減するため、浸出液の固形分濃度、および固形分の回収目的金属濃度を低減することが求められる。
本実施形態の加圧酸化浸出方法は、高温反応室14aへの冷却水の供給量I1を適切に調整することにより、金属硫酸塩の析出を抑制することを特徴としている。以下、原料がニッケル硫化物である場合を例に説明する。
(式1)
Q1=N1×q ・・・(1)
(式2)
NiS+2O2→NiSO4 ΔH=−0.80MJ/mol ・・・(2)
ここで、ΔHは標準生成エンタルピーである。反応式(2)に示す反応が生じると、硫化ニッケル(II)1molあたり0.80MJの反応熱が生じる。
(式3)
Q1[MJ]=N1[mol]×0.80[MJ/mol] ・・・(3)
(式4)
I1-min[L]=Q1[MJ]÷2.25[MJ/L] ・・・(4)
(式5)
It-min[L]=Qt[MJ]×0.26[L/MJ] ・・・(5)
(式6)
It-max[L]=Qt[MJ]×0.44[L/MJ] ・・・(6)
図1に示すオートクレーブ1を用いて加圧酸化浸出を行なった。運転の条件はつぎの通りである。
原料:ニッケルとコバルトの混合硫化物
原料のニッケル含有率:57.6〜58.2重量%
原料スラリーの固形分濃度:225〜262g/L
原料スラリーの供給量:32〜81L/分
オートクレーブ内の圧力(ゲージ圧):1.8〜1.9MPaG
10 槽
11 供給口
12 排出口
13 隔壁
14a〜14e 反応室
15 撹拌機
16 冷却水供給管
17 圧力調整弁
18 温度計
Claims (7)
- ニッケル硫化物、コバルト硫化物、亜鉛硫化物、およびカドミウム硫化物のうちのいずれか一または複数からなる金属硫化物を含む原料スラリーを、直列に配置された複数の反応室を有するオートクレーブに連続供給し、該金属硫化物を加圧酸化浸出して金属硫酸塩水溶液を得るにあたり、
前記複数の反応室の一部または全部に冷却水を供給し、
前記複数の反応室のうちその内部で発生する反応熱が最も多い高温反応室への前記冷却水の供給量を、該高温反応室で発生する反応熱と同量の蒸発潜熱を消費する量以上とする
ことを特徴とする金属硫化物の加圧酸化浸出方法。 - 前記高温反応室への前記冷却水の供給量を、前記オートクレーブで発生する全反応熱と同量の蒸発潜熱を消費する量以下とする
ことを特徴とする請求項1記載の金属硫化物の加圧酸化浸出方法。 - 前記複数の反応室への前記冷却水の全供給量を、前記オートクレーブで発生する全反応熱と同量の蒸発潜熱を消費する量以下とする
ことを特徴とする請求項1または2記載の金属硫化物の加圧酸化浸出方法。 - ニッケル硫化物、およびコバルト硫化物のうちのいずれか一または複数からなる金属硫化物を含む原料スラリーを、直列に配置された複数の反応室を有するオートクレーブに連続供給し、該金属硫化物を加圧酸化浸出して金属硫酸塩水溶液を得るにあたり、
前記複数の反応室の一部または全部に冷却水を供給し、
前記複数の反応室のうちその内部で発生する反応熱が最も多い高温反応室への前記冷却水の供給量を、前記オートクレーブで発生する全反応熱を基準として0.26L/MJ以上とする
ことを特徴とする金属硫化物の加圧酸化浸出方法。 - 前記高温反応室への前記冷却水の供給量を、前記オートクレーブで発生する全反応熱を基準として0.44L/MJ以下とする
ことを特徴とする請求項4記載の金属硫化物の加圧酸化浸出方法。 - 前記複数の反応室への前記冷却水の全供給量を、前記オートクレーブで発生する全反応熱を基準として0.44L/MJ以下とする
ことを特徴とする請求項4または5記載の金属硫化物の加圧酸化浸出方法。 - 前記高温反応室は、前記原料スラリーが最初に供給される第1室である
ことを特徴とする請求項1、2、3、4、5または6記載の金属硫化物の加圧酸化浸出方法。
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