JP2019157181A - 耐腐食ライニング方法 - Google Patents

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晋介 守田
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晋介 守田
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Abstract

【課題】 安価かつ耐腐食性を有し、塗布時に気泡が入りづらく、表面が滑らかであり、その劣化状態の把握が容易なライニング方法を提供する。【解決手段】 腐食性溶液に接液する表面の耐腐食ライニング方法であって、色違いの少なくとも2層からなるライニング材を、前記表面に設置することを特徴とし、その腐食性容溶液が酸性溶液で、そのライニング材が、アルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂製であることを特徴とする耐腐食ライニング方法。【選択図】 図1

Description

腐食性溶液を用いてニッケル等の重金属材料を精製する湿式製錬における生産設備の腐食を防止する技術に関し、具体的には、ニッケル酸化鉱をHPAL(高圧酸浸出)プロセスによる製錬の際の生産設備、特にニッケル酸化鉱の硫化工程におけるニッケル硫化物スラリーの濃縮に使用されるシックナーに対し、耐腐食性を与えるライニング方法に関する。
ニッケル酸化鉱の湿式製錬工程における硫化工程ではニッケル硫化物スラリーの濃縮用にシックナーが使用されている。
一般にニッケル硫化物スラリーは酸性かつ硫化水素を含んでいるため、シックナー缶体内部には耐腐食性を有する材質を使用することが求められているが、ニッケル酸化鉱の硫化工程におけるニッケル硫化物スラリーの濃縮に使用されるシックナーでは、スラリーとの長時間の接触による減肉により、シックナー缶体に穴あきが発生する事例がある。一般に、ニッケル硫化物スラリーの濃縮に使用されるシックナーには、耐腐食性を担保するために、無溶剤エポキシ樹脂やゴムのライニング施工が行われている。
しかしながら無溶剤エポキシ樹脂は、第一に塗布時に気泡が入り込みやすく、気泡が入るとライニング厚みが薄くなる、第二に表面が粗く、スラリー接触による磨耗が起こりやすくなる、などの箇所から、ライニングの剥がれにつながり、缶体の腐食・穴あきに発展することが多い。一方ゴムは穴あきが発生する事例は少ないが、材料費・施工費が高価である欠点がある。
また、ニッケル硫化物スラリーなどのHPALプロセスにおける配管などの搬送手段に対する耐腐食性を付与するライニング方法は、特許文献1などに提案されているが、それらは使い捨てであり、腐食や摩耗の状態を検出し、補修して使用しなければならないシックナーやタンクなどの貯液などを担う設備に応用することは容易ではなかった。
特開2016−223579号公報
このような状況を鑑み、安価かつ耐腐食性を有し、塗布時に気泡が入りづらく、その劣化状態の把握が容易、且つ補修可能なライニング方法を提供する。
本発明者は、上記課題を解決するために、アルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂をシックナー缶体部、特に内側の接液面へ塗布、コーティングするライニング材として用いることを見出し、さらに、色調の互いに異なるアルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂を積層させてライニング材とすることでライニング材の劣化状態の把握が容易になることを見出し、本発明の完成に至った。
本発明の第1の発明は、腐食性溶液に接液する表面の耐腐食ライニング方法であって、色違いの少なくとも2層からなるライニング材を、前記表面に設置することを特徴とする耐腐食ライニング方法である。
本発明の第2の発明は、腐食性溶液に接液する表面の耐腐食ライニング方法であって、前記腐食性溶液が酸性溶液で、アルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂製ライニング材を、前記表面に設置することを特徴とする耐腐食ライニング方法である。
本発明の第3の発明は、腐食性溶液に接液する表面の耐腐食ライニング方法であって、前記腐食性溶液が酸性溶液で、アルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂からなるライニング材を用い、色違いの少なくとも2層からなるライニング材を、前記表面に設置することを特徴とする耐腐食ライニング方法である。
本発明の第4の発明は、第1から第3の発明における腐食性溶液に接液する表面が、腐食性溶液を貯える貯留槽の内壁面、前記貯留槽内に設置されている部材表面のいずれか、或いはその両者であることを特徴とする耐腐食ライニング方法である。
本発明の第5の発明は、第4の発明における貯留槽が、ニッケル鉱石の硫化工程に用いられるシックナーであることを特徴とする耐腐食ライニング方法である。
本発明により、施工したライニング材の劣化状態を適時判断可能となり、従来の定期的に行っていた検査、補修業務に加えて、逐次検査、判断、補修が可能となることで、ライニング材の高寿命化が図られ、ライニング補修頻度の低減および缶体腐食のリスクを低減することができた。
さらに、異なった色調のアルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂を重ねて塗布してライニング材とすることで、仮に表面のライニング材に磨耗が生じたとしても、色調の異なるライニング材の現出によって、その損傷箇所を容易に識別できるようになった。
本発明で使用したシックナーの断面模式図である。 本発明に係るライニング材3の断面図で、図1の「a−a線」における断面を示している。 本発明に係るライニング材を6ヶ月間使用した後の表面状態を示す外観写真である。 実施例における本発明に係る色調の異なるアルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂からなるライニング材表面に擬似損傷を与え、6ヶ月間使用した後の表面状態を示す外観写真である。
本発明は、液体成分と固体成分が混じり合ったスラリーを扱う種々の設備に適応可能であるが、HPAL(高圧酸浸出)技術を用いた低品位ニッケル鉱の製錬における硫化工程でニッケル硫化物スラリーの濃縮に使用されるシックナーに対し、耐腐食性を付与するシックナー缶体内面へのライニング方法を採り上げて本発明を説明する。
図1は硫化工程で使用されるシックナーの形態を説明する断面模式図である。
3はシックナー缶体の外板内面に塗布され、硬化した状態で貼り付いているライニング材、10はシックナー、10Aはシックナー缶体、11はモーター、13はレーキ、14はシックナーフィードウェル、15はスラリー流入管、16はロンダーである。
本発明におけるシックナー缶体内面に貼付されたライニング材を、図2を参照して説明する。図2はシックナー缶体内面に貼付されたライニング材3の図1のa−a線における断面図で、3は本発明に係るライニング材、3aは表層のライニング材、3bは裏層のライニング材である。
図2に見て取れるように。本発明に係るライニング方法は、少なくとも2層構造になるようにライニング材を積層したものであり、表層のライニング材3aと裏層のライニング材3bとは、その色調が異なっているという特徴を有している。
また、3層以上とする際にも、全層の全てが異なった色調としても良く、色調の異なる2つのライニング材を交互に積層して任意の層数(厚み)となるように構成しても良い。
シックナーの使用に伴い、スラリーから腐食と摩耗を受け、表層のライニング材3aに、割れやひび等の欠損、或いは薄層化等の劣化状態に至るが、図2に見られるように表層と裏層の色調を異なった色調としておくことにより、劣化状態では裏層のライニング材3bの色調が表層のライニング材3aを透かして観察されるようになる。
さらに、ライニング材3の総厚みは、1mm〜15mmとすることができ、好ましくは2〜8mmであるが、各層の厚みは、全て等しい厚みでも良く、あるいは、表層のライニング材3aの厚みを裏層のライニング材3bより薄くすることで、劣化状態の検出を優先しても良い。
使用するライニング材としては、アルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂を用いることで、ライニング材の高寿命化が図られる。アルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂は、特に、塗布時に気泡が入りづらく、補修可能である。
また、色調の異なるアルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂を、少なくとも2層に分けて塗布してライニングすることで、表面1層目(表層)のライニング材の劣化状態を容易に判断可能となった。シックナー缶体に穴が開く前に劣化状態を判断できるので、補修可能となる。
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
表層ライニング材3aとして、青の色調のアルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂を用い、裏層ライニング材3bとして、赤の色調のアルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂を用いた2層からなるライニング材3を、通常操業時にはシックナー缶体10Aの接液面側に、塗布により貼付するが、その効果確認のために、従来のライニング材(アルミナ粉無含有のエポキシ樹脂)表面に、本発明に係る2層からなるライニング材3を貼付し、硫化工程に供して6ヶ月間経過後のライニング材3の状態を、図3に示している。
目視観察ではライニング材3では、裏層のライニング材3bの色調が透けて見えることもなく、十分な耐腐食性を示しているのが判る。
そこで、劣化状態の検出が可能かどうかを確認するために、上記ライニング材3の表面の一部(図4、破線枠内)を薄層化した供試材を作製して実施例1と同様の硫化工程を6ヶ月間実施した。
6ヶ月間経過後のライニング材3の表面状態を図4に示す。薄層化した部分がより腐食され、裏層のライニング材3bの色調が見て取れ、表層のライニング材3aの厚み分の腐食作用がライニング材3に加えられたことの検出が可能であることを確認した。
3 2層ライニング材
3a 表層ライニング材
3b 裏層ライニング材
10 シックナー
10A シックナー缶体
11 モーター
13 レーキ
14 シックナーフィードウェル
15 スラリー流入管
16 ロンダー
腐食性溶液を用いてニッケル等の重金属材料を精製する湿式製錬における生産設備の腐食を防止する技術に関し、具体的には、ニッケル酸化鉱をHPAL(高圧酸浸出)プロセスによる製錬の際の生産設備、特にニッケル酸化鉱の硫化工程におけるニッケル硫化物スラリーの濃縮に使用されるシックナーに対し、耐腐食性を与えるライニング方法に関する。
ニッケル酸化鉱の湿式製錬工程における硫化工程ではニッケル硫化物スラリーの濃縮用にシックナーが使用されている。
一般にニッケル硫化物スラリーは酸性かつ硫化水素を含んでいるため、シックナー缶体内部には耐腐食性を有する材質を使用することが求められているが、ニッケル酸化鉱の硫化工程におけるニッケル硫化物スラリーの濃縮に使用されるシックナーでは、スラリーとの長時間の接触による減肉により、シックナー缶体に穴あきが発生する事例がある。一般に、ニッケル硫化物スラリーの濃縮に使用されるシックナーには、耐腐食性を担保するために、無溶剤エポキシ樹脂やゴムのライニング施工が行われている。
しかしながら無溶剤エポキシ樹脂は、第一に塗布時に気泡が入り込みやすく、気泡が入るとライニング厚みが薄くなる、第二に表面が粗く、スラリー接触による磨耗が起こりやすくなる、などの箇所から、ライニングの剥がれにつながり、缶体の腐食・穴あきに発展することが多い。一方ゴムは穴あきが発生する事例は少ないが、材料費・施工費が高価である欠点がある。
また、ニッケル硫化物スラリーなどのHPALプロセスにおける配管などの搬送手段に対する耐腐食性を付与するライニング方法は、特許文献1などに提案されているが、それらは使い捨てであり、腐食や摩耗の状態を検出し、補修して使用しなければならないシックナーやタンクなどの貯液などを担う設備に応用することは容易ではなかった。
特開2016−223579号公報
このような状況を鑑み、安価かつ耐腐食性を有し、塗布時に気泡が入りづらく、その劣化状態の把握が容易、且つ補修可能なライニング方法を提供する。
本発明者は、上記課題を解決するために、アルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂をシックナー缶体部、特に内側の接液面へ塗布、コーティングするライニング材として用いることを見出し、さらに、色調の互いに異なるアルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂を積層させてライニング材とすることでライニング材の劣化状態の把握が容易になることを見出し、本発明の完成に至った。
本発明の第の発明は、腐食性溶液に接液する表面の耐腐食ライニング方法であって、前記腐食性溶液が酸性溶液で、アルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂からなるライニング材を用い、色違いの少なくとも2層からなるライニング材を、前記表面に設置することを特徴とする耐腐食ライニング方法である。
本発明の第の発明は、第1の発明における腐食性溶液に接液する表面が、腐食性溶液を貯える貯留槽の内壁面、前記貯留槽内に設置されている部材表面のいずれか、或いはその両者であることを特徴とする耐腐食ライニング方法である。
本発明の第の発明は、第の発明における貯留槽が、ニッケル鉱石の硫化工程に用いられるシックナーであることを特徴とする耐腐食ライニング方法である。
本発明により、施工したライニング材の劣化状態を適時判断可能となり、従来の定期的に行っていた検査、補修業務に加えて、逐次検査、判断、補修が可能となることで、ライニング材の高寿命化が図られ、ライニング補修頻度の低減および缶体腐食のリスクを低減することができた。
さらに、異なった色調のアルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂を重ねて塗布してライニング材とすることで、仮に表面のライニング材に磨耗が生じたとしても、色調の異なるライニング材の現出によって、その損傷箇所を容易に識別できるようになった。
本発明で使用したシックナーの断面模式図である。 本発明に係るライニング材3の断面図で、図1の「a−a線」における断面を示している。 本発明に係るライニング材を6ヶ月間使用した後の表面状態を示す外観写真である。 実施例における本発明に係る色調の異なるアルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂からなるライニング材表面に擬似損傷を与え、6ヶ月間使用した後の表面状態を示す外観写真である。
本発明は、液体成分と固体成分が混じり合ったスラリーを扱う種々の設備に適応可能であるが、HPAL(高圧酸浸出)技術を用いた低品位ニッケル鉱の製錬における硫化工程でニッケル硫化物スラリーの濃縮に使用されるシックナーに対し、耐腐食性を付与するシックナー缶体内面へのライニング方法を採り上げて本発明を説明する。
図1は硫化工程で使用されるシックナーの形態を説明する断面模式図である。
3はシックナー缶体の外板内面に塗布され、硬化した状態で貼り付いているライニング材、10はシックナー、10Aはシックナー缶体、11はモーター、13はレーキ、14はシックナーフィードウェル、15はスラリー流入管、16はロンダーである。
本発明におけるシックナー缶体内面に貼付されたライニング材を、図2を参照して説明する。図2はシックナー缶体内面に貼付されたライニング材3の図1のa−a線における断面図で、3は本発明に係るライニング材、3aは表層のライニング材、3bは裏層のライニング材である。
図2に見て取れるように。本発明に係るライニング方法は、少なくとも2層構造になるようにライニング材を積層したものであり、表層のライニング材3aと裏層のライニング材3bとは、その色調が異なっているという特徴を有している。
また、3層以上とする際にも、全層の全てが異なった色調としても良く、色調の異なる2つのライニング材を交互に積層して任意の層数(厚み)となるように構成しても良い。
シックナーの使用に伴い、スラリーから腐食と摩耗を受け、表層のライニング材3aに、割れやひび等の欠損、或いは薄層化等の劣化状態に至るが、図2に見られるように表層と裏層の色調を異なった色調としておくことにより、劣化状態では裏層のライニング材3bの色調が表層のライニング材3aを透かして観察されるようになる。
さらに、ライニング材3の総厚みは、1mm〜15mmとすることができ、好ましくは2〜8mmであるが、各層の厚みは、全て等しい厚みでも良く、あるいは、表層のライニング材3aの厚みを裏層のライニング材3bより薄くすることで、劣化状態の検出を優先しても良い。
使用するライニング材としては、アルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂を用いることで、ライニング材の高寿命化が図られる。アルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂は、特に、塗布時に気泡が入りづらく、補修可能である。
また、色調の異なるアルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂を、少なくとも2層に分けて塗布してライニングすることで、表面1層目(表層)のライニング材の劣化状態を容易に判断可能となった。シックナー缶体に穴が開く前に劣化状態を判断できるので、補修可能となる。
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
表層ライニング材3aとして、青の色調のアルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂を用い、裏層ライニング材3bとして、赤の色調のアルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂を用いた2層からなるライニング材3を、通常操業時にはシックナー缶体10Aの接液面側に、塗布により貼付するが、その効果確認のために、従来のライニング材(アルミナ粉無含有のエポキシ樹脂)表面に、本発明に係る2層からなるライニング材3を貼付し、硫化工程に供して6ヶ月間経過後のライニング材3の状態を、図3に示している。
目視観察ではライニング材3では、裏層のライニング材3bの色調が透けて見えることもなく、十分な耐腐食性を示しているのが判る。
そこで、劣化状態の検出が可能かどうかを確認するために、上記ライニング材3の表面の一部(図4、破線枠内)を薄層化した供試材を作製して実施例1と同様の硫化工程を6ヶ月間実施した。
6ヶ月間経過後のライニング材3の表面状態を図4に示す。薄層化した部分がより腐食され、裏層のライニング材3bの色調が見て取れ、表層のライニング材3aの厚み分の腐食作用がライニング材3に加えられたことの検出が可能であることを確認した。
3 2層ライニング材
3a 表層ライニング材
3b 裏層ライニング材
10 シックナー
10A シックナー缶体
11 モーター
13 レーキ
14 シックナーフィードウェル
15 スラリー流入管
16 ロンダー

Claims (5)

  1. 腐食性溶液に接液する表面の耐腐食ライニング方法であって、
    色違いの少なくとも2層からなるライニング材を、前記表面に設置することを特徴とする耐腐食ライニング方法。
  2. 腐食性溶液に接液する表面の耐腐食ライニング方法であって、
    前記腐食性溶液が酸性溶液で、
    アルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂製ライニング材を、前記表面に設置することを特徴とする耐腐食ライニング方法。
  3. 腐食性溶液に接液する表面の耐腐食ライニング方法であって、
    前記腐食性溶液が酸性溶液で、
    アルミナ粒入りビスフェノールA型エポキシ樹脂からなるライニング材を用い、
    色違いの少なくとも2層からなるライニング材を、前記表面に設置することを特徴とする耐腐食ライニング方法。
  4. 前記腐食性溶液に接液する表面が、腐食性溶液を貯える貯留槽の内壁面、前記貯留槽内に設置されている部材表面のいずれか、或いはその両者であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の耐腐食ライニング方法。
  5. 前記貯留槽が、ニッケル鉱石の硫化工程に用いられるシックナーであることを特徴とする請求項4に記載の耐腐食ライニング方法。
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