JP2021088760A

JP2021088760A - 循環水の再利用設備及び循環水の再利用方法

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Publication number: JP2021088760A
Application number: JP2020193508A
Authority: JP
Inventors: 裕次丹下; Yuji Tange; 浩隆樋口; Hirotaka Higuchi
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2020-11-20
Publication date: 2021-06-10
Also published as: PH12020050478A1

Abstract

【課題】循環水の消費量が減少した場合に最低流量を維持する循環水を送る能力の過大なポンプを必要としない、効率的な循環水の再利用設備及び循環水の再利用方法を提供する。【解決手段】循環水の再利用設備であって、第１の流路は、送液ポンプと、第１の槽と送液ポンプを接続する第１の配管と、送液ポンプと循環水を使用する工程を接続する、流量計を備える第２の配管を有し、第２の流路として、第２の配管から分岐して第１の槽へ戻る調整弁を備える第３の配管を有し、流量計の測定値が第１基準値以下のときにその差を縮めるように調整弁の開度を大きくし、第１基準値を超えるときに調整弁の開度を小さくする。【選択図】図２

Description

本発明は、循環水の再利用設備及び循環水の再利用方法に関し、より詳しくは、ニッケル酸化鉱石の鉱石処理工程内の循環水の再利用設備及び循環水の再利用方法に関する。

鉱物中からの有用物の分離や回収、濃縮等に一般的に使用される方法として、水を媒体とした物理分離がある。例えば、有用金属を含む鉱石から目的成分を分離濃縮して精鉱を得る処理法や、砂の中から粒度の揃った鉱石粒子を分離回収する方法などの製錬プロセスが挙げられる。このような製錬プロセスを実施する場所は水が潤沢でない場合が多く、水を節約するために、水（製品や尾鉱に同伴される水を除く）は製錬所内で循環利用される場合が多い。また、製錬プロセスにおいて薬剤を添加した水を循環利用することで、薬剤の新たな添加が不要になる。

一般的に、鉱石から回収される有価物は原料となる鉱石に比較して極僅かであることから、経済性を成立させようとすると鉱石の処理量は単位時間当たり数十トンから数百トンの規模となる。また、製品に同伴される水は、製品の輸送効率を上げる為にフィルタープレスや振動篩等によって分離される。尾鉱に同伴される水は、貯留場の効率を上げる為に、シックナー等を用いて分離される。このように分離されたろ液やシックナーの上澄み液は、回収水槽等に集約され、製錬所内の各所で再利用される。このようにシックナー等から分離回収され、製錬所内の各所で再利用される水（以下「循環水」という）は単位時間当たり数百トンから数千トンに及ぶこともある。

通常の状態では、循環水は連続的に製錬所の各所へ送液されている。しかし、一部の工程に不具合が生じた場合には、設備の停止等により製錬所の各所で消費される循環水の量は増減する。

このような循環水の一つの送液形態としては、循環水の消費量よりも大きい容量を有するポンプに接続され、循環水を送液元槽から流すリングメインと呼ばれる送液配管が消費側を経由して送液元槽まで循環するように配置され、常に過剰な水量を循環させる方法がある。

また、循環水の別の送液形態としては、送液配管から分岐して送液元タンクへ戻る、オリフィスプレートを備えた配管を備える方法が特許文献１に提案されている。両方法に共通して、循環経路と消費設備行き配管とは並列な関係にあり、循環経路には過剰分の水量が流れるので、循環水の消費が一時的に止まってもポンプを停止・再開せずに済みポンプへの負担が小さい利点がある。循環経路の水圧と消費設備行き配管の水圧は釣り合っているが、特許文献１の方法では、循環経路に備わるオリフィスプレートの圧力損失のため少ない水量で水圧を釣り合わせることができる。

特開昭６１−２５６２９７号公報

しかし、リングメインによる送液形態は、制御の観点からはシンプルな構成となるものの、循環経路に常時大量の水を流す必要があるので、大容量のポンプが必要になり設備費および操業費が高額である。

また、オリフィスプレートを備えた送液元タンクへの配管を備える送液方法でも同様に、ポンプに要求される流量としては消費量の合計値に循環経路に流す流量を足した流量が必要となり、リングメインの場合ほどではないがやや大型のポンプが必要となり設備費が高額である。

以上のように、循環水を連続的に送液しつつ、循環水の消費量が減少、若しくはゼロになった際にも不具合なく操業する為には、循環水の消費量よりも大きな送液流量を有するポンプを備える必要があり、設備費を上昇させる要因の一つとなっていた。

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、循環水の消費量が減少した場合に最低流量を維持する循環水を送る能力の過大なポンプを必要としない、効率的な循環水の再利用設備及び循環水の再利用方法を提供することを目的とする。

本発明者等は、製錬所内で再利用する循環水の送液ポンプ（以下、単に「送液ポンプ」ともいう）とその装置構成を検討するにあたり、製錬所内での循環水消費量を大きく上回る送液能力を有するポンプの設置を回避する為に検討を重ね、循環水の消費量がポンプの要求する最低流量を下回った場合に一部を送液元に循環させる配管と流量調整の為の自動弁と、自動弁の制御に用いる流量計とを備えた循環水の送液装置構成を考案し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明の一態様は、第１の槽から循環水を使用する工程へと第１の流路を介して該循環水を送液する循環水の再利用設備であって、前記第１の流路は、送液ポンプと、前記第１の槽と該送液ポンプとを接続する第１の配管と、前記送液ポンプと前記循環水を使用する工程とを接続する、流量計を備える第２の配管とを有し、さらに、第２の流路として、前記第２の配管における前記流量計の下流から分岐して前記第１の槽へと戻る、調整弁を備える第３の配管を有し、前記流量計による測定値が第１基準値以下のときに該測定値と該第１基準値の差を縮めるように前記調整弁の開度を大きくし、前記測定値が前記第１基準値を超えるときに前記調整弁の開度を小さくすることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、循環水の消費量が減少した場合でも第２の流路を通じて第１の槽へと循環水を繰り返すことで、送液ポンプを停止することなく適正な運転範囲で運転を継続し、循環水の消費量が増加した場合に循環水の流量をスムーズに供給させることができる。このようにすることにより能力の過大なポンプを必要とせず、効率的な循環水の再利用設備を提供することができる。

このとき、さらに、前記循環水の液面レベルを計測するレベル計を第１の槽に備え、前記レベル計の測定値が第２基準値を超えるときに前記送液ポンプを作動させ、前記レベル計の測定値が第２基準値以下のときに前記送液ポンプを停止させてもよい。

このようにすれば、空運転による送液ポンプの破損を防ぐことができる。

このとき、前記第１基準値は前記送液ポンプの最低流量以上であってもよい。

このようにすれば、循環水の消費量が減少した場合でも最低流量を維持することができる。また空運転による送液ポンプの破損を防ぐことができる。

このとき、前記第１基準値は１８０ｍ^３／ｈ以上４００ｍ^３／ｈ以下であってもよい。

このようにすれば、送液ポンプを停止することなく適正な運転範囲で運転を継続し、循環水の消費量が増加した場合に循環水の流量をスムーズに供給させることができる。

このとき、前記第１の槽が、シックナーのオーバーフロー槽であってもよい。

このようにすれば、鉱石や尾鉱の濃縮処理により生じる上澄み水を循環水として再利用することができる。

このとき、前記循環水を使用する前記工程が、ニッケル酸化鉱の鉱石処理工程後のクロマイト回収工程であってもよい。

このようにすれば、クロマイト回収工程における循環水の消費量が減少した場合に最低流量を維持する循環水を送る能力の過大なポンプを必要としない、効率的な循環水の再利用設備及び循環水の再利用方法を提供することができる。

本発明の他の態様は、上述の循環水の再利用設備を用いて、第１の槽から循環水を使用する工程へと循環水を送液する循環水の再利用方法であって、前記流量計による測定値が第１基準値以下のときに該測定値と該第１基準値の差を縮めるように開度を大きくし、前記測定値が前記第１基準値を超えるときに前記調整弁の開度を小さくすることを特徴とする。

本発明の他の態様によれば、循環水の消費量が減少した場合でも第２の流路を通じて第１の槽へと循環水を繰り返すことで、送液ポンプを停止することなく適正な運転範囲で運転を継続し、循環水の消費量が増加した場合に循環水の流量をスムーズに供給させることができる。また、循環水の消費量が減少した場合に最低流量を維持する循環水を送る能力の過大なポンプを必要とせず、効率的な循環水の再利用方法を提供することができる。

このとき、前記レベル計の測定値が第２基準値を超えるときに前記送液ポンプを作動させ、前記レベル計の測定値が第２基準値以下のときに前記送液ポンプを停止させてもよい。第２基準値としては、第１の槽への第１の配管の接続高さより高い位置としてもよい。

このようにすれば、空運転による循環水送液ポンプの破損を防ぐことができる。

本発明によれば、循環水の消費量が減少した場合でも送液ポンプを停止することなく適正な運転範囲で運転を継続し、循環水の消費量が増加した場合にも循環水の流量をスムーズに供給させることができる。このために循環水を安定に供給することができ、鉱石処理工程を安定に操業することができる。また、循環水の消費量が減少した場合に最低流量を維持する循環水を送る能力の過大なポンプを必要としない、効率的な循環水の再利用設備及び循環水の再利用方法を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る循環水の流路の一例を示す概略工程図である。図２は、本発明の一実施形態に係る循環水の再利用設備概略構成図である。図３は、本発明の一実施形態に係る循環水の再利用方法のフローの一例を示す工程図である。

本発明を適用した具体的な実施の形態（以下、「本実施の形態」という。）について、以下の順序で図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることが可能である。
１．本発明の概要
２．循環水の再利用設備
３．循環水の再利用方法

＜１．本発明の概要＞
本発明の一実施形態に係る循環水の再利用設備は、例えばニッケル酸化鉱石の高圧酸浸出法（ＨｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅＡｃｉｄＬｅａｃｈ法：ＨＰＡＬ法）による湿式製錬プロセスを行う製錬所で用いられる。以下、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る循環水の流路の一例を示す概略工程図である。図１に示す工程では、製錬所における湿式製錬プロセスの前処理工程としてニッケル酸化鉱石から濃縮鉱石スラリーを生成する際に、ニッケル酸化鉱石に含まれるクロマイトを回収する。具体的には鉱石処理工程において、大量処理装置（具体的にはシェークアウトマシーン等）によって機械的な操作でオーバーサイズを分離したニッケル酸化鉱石をスラリー化して、鉱石スラリー１を生成する。そして、ハイドロサイクロンや比重分離機等を用いて、ニッケルを多く含む粒度の細かいゲーサイトと粒度の大きなクロマイトを分離する。分離後、ニッケルを含むゲーサイトの鉱石スラリーをシックナーに流入させる。また、クロマイトを含む鉱石スラリーからはクロマイト回収工程によりクロマイトを回収し、クロマイト回収工程により生成した鉱石スラリー２をシックナーに流入させる。シックナーにより鉱石スラリー１及び鉱石スラリー２を濃縮し、得られた濃縮鉱石スラリーを用いて湿式製錬プロセスを行う。シックナーの上澄み水は循環水として、鉱石処理工程やクロマイト回収工程等に再利用される。

原料のニッケル酸化鉱石を大量処理装置に供給するバルク処理は、鉱石の特性（湿潤した鉱石が固着したり、大塊の鉱石によって搬送設備が詰まったり破損したり等）上、鉱石処理工程が断続的に停止する場合や負荷が増減する場合があり、下流に位置するクロマイト回収工程も鉱石処理工程の影響を受ける。このため、個々の工程における循環水の消費量も変動し、製錬所内の各所で要求される循環水量は増減する。

上記の工程に本発明の一実施形態に係る循環水の再利用設備及び循環水の再利用方法を適用することにより、後述するように過大な能力のポンプを備えることなく、製錬所内の各所で要求される循環水量に循環水の供給量を追従させることができる。

＜２．循環水の再利用設備＞
次に、本発明の一実施形態に係る循環水の再利用設備の構成について具体的に説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る循環水の再利用設備概略構成図である。本発明の一実施形態に係る循環水の再利用設備１０は、第１の槽１１、第１の流路Ｆ１、第２の流路Ｆ２、工程内消費箇所側バルブＶ１、調整弁Ｖ２及び制御部２０を備える。

第１の流路Ｆ１は送液ポンプＰと、第１の槽１１と送液ポンプＰとを接続する第１の配管Ｔ１と、送液ポンプＰと工程内消費箇所側バルブＶ１とを接続する第２の配管Ｔ２を有する。そして、第２の配管Ｔ２は流量計１２を有する。第２の流路Ｆ２は、第２の配管Ｔ２から分岐し第１の槽１１へとつながる第３の配管Ｔ３を有する。第３の配管Ｔ３は流量計１２の直後から分岐し、流量計１２は該分岐点の上流側に配置される。そして、第３の配管Ｔ３は流量計１２の指示に従い開度を調整する調整弁Ｖ２を有する。第１の槽１１には、図１に示すようなシックナーのオーバーフロー水を回収するためのオーバーフロー槽を用いてもよい。なお圧力変動に対しすぐに後述の繰り返し量を制御できる観点から、流量計１２及び調整弁Ｖ２は第１の槽１１付近にあることが好ましい。また一般的な流量計は、消費箇所での消費を知るために第１の流路Ｆ１と第２の流路Ｆ２の分岐点の下流側の消費箇所の側に配置されることが多いが、本発明の流量計は分岐点の上流側に配置することにより、特に有効に機能する。というのも、１台の流量計で制御をすることができるからである。

循環水は、第１の流路Ｆ１を介して工程内消費箇所側バルブＶ１へ送液され、また、第２の流路Ｆ２を介して第１の槽１１へ繰り返し送液される。循環水の流量は、第１の流路Ｆ１を介して送液される循環水の流量と、第２の流路Ｆ２を介して第１の槽１１への繰り返し送液される循環水の流量（以下、「繰り返し量」ともいう）の和であり、流量計１２により測定される。

制御部２０は、循環水の流量が基準値以下か、基準値を超えているかを判定する判定部２１、判定部２１の判定結果及び流量の測定値に基づいて調整弁Ｖ２の開度を調整する調整弁調整部２２を有する。具体的には、制御部２０は、流量計１２で測定した流量の測定値を電気信号として受け取り、調整弁Ｖ２に制御信号を出力して調整弁Ｖ２を駆動させる。これにより、調整弁Ｖ２の開度を決定する。そして、調整弁Ｖ２により第２の流路Ｆ２を介した循環水の繰り返し量の増減を実行する。

工程内消費箇所側バルブＶ１はバルブＶ１ａ、Ｖ１ｂ、Ｖ１ｃ、Ｖ１ｄを有する。これらのバルブは、例えば製錬所内のクロマイト回収工程への送液用の配管に接続される。なおバルブの個数は１個又は複数個であってもよい。工程内消費箇所側バルブＶ１の開度により、工程内消費箇所での循環水消費量が増減する。

調整弁Ｖ２は、制御部２０の指示に従い開度を調整することで、第２の流路Ｆ２を介した循環水の繰り返し量を調整する。工程内消費箇所での循環水消費量が多くなる場合には、工程内消費箇所へ余力を振り向けるために、調整弁Ｖ２の開度を小さくして繰り返し量を減少させる。または調整弁Ｖ２を閉じて繰り返し量を０にしてもよい。また、工程内消費箇所での循環水消費量が少なくなる場合には、調整弁Ｖ２の開度を大きくして繰り返し量を増加させる。

このような構成とすることにより、工程内消費箇所での循環水の消費量が一時的に減少した場合には調整弁Ｖ２の開度を大きくして、第２の流路Ｆ２を介した第１の槽１１への繰り返し量を増加させ、送液ポンプＰが安定動作する最低流量を確保することができる。そして、循環水の消費量が減少した場合でも送液ポンプＰを停止することなく適正な運転範囲で運転を継続することができる。

一時的に減少した循環水の消費量が増加した場合、制御部２０の指示に従って、循環水の流量の増加に合わせて調整弁Ｖ２の開度を小さくすることで、循環水の流量をスムーズに供給させることができる。このため循環水を安定して供給することができ、鉱石処理工程を安定して操業することができる。

そして、循環水の流量に応じて調節弁Ｖ２を閉じてゆき、第２の流路Ｆ２を介した繰り返し量を０にしても、流量が所定の流量を超えている場合は、調節弁Ｖ２が全閉となるよう開度を調整する。繰り返し量を０にすることで、循環水をより効率的に利用することができる。また、送液ポンプＰの必要能力を算定する際に、第２の流路Ｆ２を介した繰り返し量を含めずに工程内消費箇所での正味の消費量（最大時）のみでよいため、能力の過大なポンプが不要となる。これにより、循環水の消費量が減少した場合に最低流量を維持する循環水を送る能力の過大なポンプを必要としない、効率的な循環水の再利用設備及び循環水の再利用方法を提供することができる。そして、後述するように流量計の測定値と第１基準値との差を縮めるように調整弁Ｖ２の開度を大きくし、循環水の消費量の増加、減少に応じて連続的に調整弁Ｖ２の開度を調節するため、ポンプにかかる負荷変動を軽減することができる。特に、連続的に開度を調節することにより、ポンプの供給する流量を一定範囲に保つことができるので、ポンプの加減速が抑制されて消費電力も低減される。

また、第１の槽１１は槽内の循環水の液面レベルを測定するためのレベル計１３を有してもよい。レベル計１３の測定により第１の槽１１が保有する液量が所定値以下となることが検知された場合は、送液ポンプＰを停止する。これにより空運転による送液ポンプＰの破損を防ぐことができる。

なお、クロマイト回収工程で利用する循環水の再利用設備について以上に説明したが、別系統の流路、ポンプ、流量計及び調整弁を用いることで、例えば鉱石処理工程といった他の工程で利用する循環水の再利用設備を構成することもできる。

＜３．循環水の再利用方法＞
次に、本発明の一実施形態に係る循環水の再利用方法について具体的に説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る循環水の再利用方法のフローの一例を示す工程図である。

本発明の一実施形態に係る循環水の再利用方法は、図３に示すように、流量計で循環水の流量を検知する（工程Ｓ２１）。

上述したように個々の工程の状況によって、製錬所内の各所が要求する循環水量は増減し、これに伴い循環水の流量及び流量計の測定値も増減する。そして、流量の検知結果から、循環水の流量の測定値と基準値との差を算出する（工程Ｓ２２）。そして、循環水の流量の測定値と第１基準値との差に基づいて調整弁の開度を調整する（工程Ｓ２３）。具体的には、測定値と第１基準値の差に比例して開度が大きくなるよう調整弁の開度を調整する。この調整により、循環水の流量の測定値と第１基準値との差に応じて、第２の流路Ｆ２を介した循環水の繰り返し量を増減させることになり、循環水の流量を一定の範囲に保持する。また、第１基準値はポンプの最低流量以上であることが好ましい。これにより空運転による送液ポンプの破損を防ぐことができる。

上述したように個々の工程の状況によって、循環水の流量及び流量計の測定値も増減する。通常の操業状態では製錬所内の各所が要求する循環水量は一定の範囲内に収まるが、例えば個々の工程のトラブルにより製錬所内の各所が要求する循環水量は減少し、場合によっては０になる。送液ポンプの吐出量は減少するが、工程Ｓ２１乃至工程Ｓ２３により送液ポンプの吐出量は一定に保持される。また、第１基準値を送液ポンプの最低流量、またはそれ以上に設定することで、製錬所内の各所が要求する循環水量が減少した場合や、０になった場合でも送液ポンプの流量を安定動作する流量（最低流量）以上に維持することができる。

トラブルの解消により製錬所内の各所が要求する循環水量が増加すると、循環水の流量が増加する。そして、循環水の流量に応じて調節弁Ｖ２を閉じてゆき、第２の流路Ｆ２を介した繰り返し量を０にしても、流量が所定の流量を超えている場合は、調節弁Ｖ２が全閉となるよう開度を調整する。その後工程Ｓ２１に移行し（リターン）、流量計で循環水の流量を検知する。

一般的な流量計は、消費箇所での消費を知るために第１の流路Ｆ１と第２の流路Ｆ２の分岐点の下流側の消費箇所の側に配置されることが多いが、本発明の流量計は分岐点の上流側に配置することにより、特に有効に機能する。というのも、１台の流量計で制御をすることができるからである。

以上の工程により、循環水の消費量が減少した場合でも送液ポンプを停止することなく適正な運転範囲で運転を継続し、循環水の消費量が増加した場合にも循環水の流量をスムーズに供給させることができる。また、循環水の流量が基準値を超えている場合、つまり通常の操業状態では調整弁は閉止しているため、送液ポンプが吐出した循環水は第１の槽に戻らず、全て製錬所内の各所で使用される。このため、循環水の消費量が減少した場合に最低流量を維持する循環水を送る能力の過大なポンプを必要としない。そして、効率的な循環水の再利用設備及び循環水の再利用方法を提供することができる。また、上記工程により流量計の測定値と第１基準値との差を縮めるように調整弁Ｖ２の開度を大きくすることで、循環水の消費量の増加、減少に応じて連続的に調整弁Ｖ２の開度を調節することができる。そしてポンプにかかる負荷変動を軽減することができる。特に、連続的に開度を調節することにより、ポンプの供給する流量を一定範囲に保つことができるので、ポンプの加減速が抑制されて消費電力も低減される。

また、図３の工程とは別に、レベル計により第１の槽内の循環水の液面レベルを測定する。そして、第１の槽が保有する液量が第２基準値以下となることが検知された場合は、送液ポンプを停止する。これにより空運転による送液ポンプの破損を防ぐことができる。第２基準値としては、第１の槽への第１の配管の接続高さより少し高い位置とし、たとえば第１の槽の容量の１０％〜２０％の範囲から選ぶことができる。

以下に示す実施例及び比較例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例及び比較例によって何ら限定されるものではない。

（実施例１）
図１に示す構成図からなる鉱石処理設備にて、オートクレーブに供給する鉱石スラリーに含まれるクロマイトを回収し、クロマイト回収後の鉱石スラリーはシックナーで濃縮後にオートクレーブへ供給した。

図２に示す構成図からなる循環水の再利用設備にて、シックナーのオーバーフロー水はオーバーフロー槽（第１の槽１１）に回収し、循環水を送液ポンプＰによりクロマイト回収工程へと、別系統のポンプによりその他工程へ循環再利用した。クロマイト回収工程での循環水使用量は最大時で６３０ｍ^３／ｈであった。送液ポンプＰの最大流量を循環水使用量最大時に合わせて選定した結果、ポンプが適正に動作する為の最低流量は１８０ｍ^３／ｈとなった。この送液ポンプの最低流量を確保するために、第２の配管Ｔ２に備えられている流量計１２の指示値が１８０ｍ^３／ｈを下回らないように、第３の配管Ｔ３に備えられている調整弁Ｖ２の開度を調整するように設定した。

クロマイト回収工程がトラブルなく安定に稼働している間は、循環水使用量は５００〜６３０ｍ^３／ｈの範囲で推移し、調整弁Ｖ２の開度は閉止位置のままであった。

クロマイト回収工程にトラブルが発生し、鉱石処理工程からクロマイト回収工程に供給していた鉱石スラリーの全量を直接シックナーへ送液し、オートクレーブによる鉱石スラリーの処理を継続した。この時、クロマイト回収工程で使用する循環水も一部を除き停止し、循環水の使用量は１００ｍ^３／ｈまで減少した。この間の調整弁Ｖ２は、循環水の使用量（調整弁Ｖ２が閉鎖状態にあるため、流量計１２の指示値に等しい）が１８０ｍ^３／ｈを下回った時点で開き始め、流量計１２の指示値が１８０ｍ^３／ｈを維持するように自動的に開度調整された。クロマイト回収工程のトラブルが解消し、鉱石スラリーを再びクロマイト回収工程に供給すると共に循環水の使用量も５００〜６３０ｍ^３／ｈの範囲に戻った。この間の調整弁Ｖ２は、循環水の使用量が増加するにつれて開度が減少し、循環水の使用量が１８０ｍ^３／ｈを超えた時点で全閉となった。実施例１の間、送液ポンプＰの起動停止の作業を行う必要はなく、トラブル解消後に速やかにクロマイト回収工程の各種装置で循環水の使用を再開することができた。なお、送液ポンプＰは最低流量以上で運転することができ、ポンプのトラブルは発生しなかった。最低流量分を循環水の最大使用量に上乗せした能力を有する送液ポンプを備える必要がなく、経済性の点でメリットがあった。

（実施例２）
調整弁が開き始める流量設定値を４００ｍ^３／ｈにした以外は実施例１と同様の状況であった。

クロマイト回収工程がトラブルなく安定に稼働している間は、循環水使用量は５００〜６３０ｍ^３／ｈの範囲で推移し、調整弁Ｖ２の開度は閉止位置（開度０）のままであった。２系統ある鉱石供給工程の１系統が詰まりの為に一時的に停止し、クロマイト回収工程で使用する循環水量も約半分の２５０〜３２０ｍ^３／ｈまで減少した。この間の調整弁Ｖ２は、循環水の使用量が４００ｍ^３／ｈを下回った時点で開き始め、流量計１２の指示値が４００ｍ^３／ｈを維持するように自動的に開度調整された。クロマイト回収工程のトラブルが解消し、２系統分の鉱石スラリーが再びクロマイト回収工程に供給され始めると共に循環水の使用量も５００〜６３０ｍ^３／ｈの範囲に戻った。この間の調整弁Ｖ２は、循環水の使用量が増加するにつれて開度が減少し、循環水の使用量が４００ｍ^３／ｈを超えた時点で全閉となった。実施例２の間、調整弁Ｖ２は送液ポンプＰの最低流量を確保すると同時に、循環水の供給量（流量）を一定の範囲に留める事ができ、操業で起こり得る変動を吸収することにも寄与した。なお、送液ポンプＰは最低流量の２倍以上の流量で運転することができ、ポンプのトラブルは発生しなかった。また、実施例２を行うにあたっては、実施例１と装置構成を変えることなく、設定値の変更のみで対応できた。

（比較例１）
図１に示す構成図からなる鉱石処理設備にて、オートクレーブに供給する鉱石スラリーに含まれるクロマイトを回収し、クロマイト回収後の鉱石スラリーはシックナーで濃縮後にオートクレーブへ供給した。

図２に示す構成図において調整弁Ｖ２の代わりに制限オリフィスを使用した循環水の再利用設備にて、シックナーのオーバーフロー水はオーバーフロー槽（第１の槽）に回収し、送液ポンプによりクロマイト回収工程へと、別系統のポンプによりその他工程へ循環再利用した。クロマイト回収工程での循環水使用量は最大時で６３０ｍ^３／ｈであった。送液ポンプの最大流量を循環水使用量最大時に必要最低流量を考慮して選定した結果、ポンプが適正に動作する為の最低流量は２５０ｍ^３／ｈとなり、送液ポンプの必要能力は８８０ｍ^３／ｈとなった。この場合、第３の配管には調整弁Ｖ２に代えて２５０ｍ^３／ｈの流量が確保できるような制限オリフィスを設けた。なお最低流量が実施例１より大きくなったのは、能力８８０ｍ^３／ｈのポンプは、１８０ｍ^３／ｈのような低流量では運転できないためである。この場合、ポンプのトラブルは発生しなかったが、最低流量分を循環水の最大使用量に上乗せした能力を有する送液ポンプを備える必要があり、電力使用量の増加に加え設備費が増加した。

以上の結果から、本発明の一実施形態に係る循環水の再利用設備及び循環水の再利用方法を適用することにより、循環水の使用量がポンプの要求する最低流量を下回った場合でもポンプを停止する必要がなく、しかもポンプに余剰の能力を持たせることなしに安定的に循環水を供給でき、大型ポンプの設置に伴う電力使用量および設備費の増加を防ぐことができることがわかった。

なお、上記のように本発明の一実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。

例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、循環水の再利用設備及び循環水の再利用方法の構成も本発明の一実施形態及び各実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

１０循環水の再利用設備、１１第１の槽、１２流量計、１３レベル計、２０制御部、２１判定部、２２調整弁調整部、Ｐ送液ポンプ、Ｖ１工程内消費箇所側バルブ、Ｖ２調整弁、Ｔ１第１の配管、Ｔ２第２の配管、Ｔ３第３の配管、Ｆ１第１の流路、Ｆ２第２の流路

Claims

第１の槽から循環水を使用する工程へと第１の流路を介して該循環水を送液する循環水の再利用設備であって、
前記第１の流路は、送液ポンプと、前記第１の槽と該送液ポンプとを接続する第１の配管と、前記送液ポンプと前記循環水を使用する工程とを接続する、流量計を備える第２の配管とを有し、
さらに、第２の流路として、前記第２の配管における前記流量計の下流から分岐して前記第１の槽へと戻る、調整弁を備える第３の配管を有し、
前記流量計による測定値が第１基準値以下のときに該測定値と該第１基準値の差を縮めるように前記調整弁の開度を大きくし、前記測定値が前記第１基準値を超えるときに前記調整弁の開度を小さくすることを特徴とする循環水の再利用設備。
さらに、前記循環水の液面レベルを計測するレベル計を第１の槽に備え、
前記レベル計の測定値が第２基準値を超えるときに前記送液ポンプを作動させ、
前記レベル計の測定値が第２基準値以下のときに前記送液ポンプを停止させることを特徴とする請求項１に記載の循環水の再利用設備。
前記第１基準値は前記送液ポンプの最低流量以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の循環水再利用設備。
前記第１基準値は１８０ｍ^３／ｈ以上４００ｍ^３／ｈ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の循環水再利用設備。
前記第１の槽が、シックナーのオーバーフロー槽であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の循環水再利用設備。
前記循環水を使用する前記工程が、ニッケル酸化鉱の鉱石処理工程後のクロマイト回収工程であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の循環水の再利用設備。
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の循環水の再利用設備を用いて、第１の槽から循環水を使用する工程へと循環水を送液する循環水の再利用方法であって、
前記流量計による測定値が第１基準値以下のときに該測定値と該第１基準値の差を縮めるように開度を大きくし、前記測定値が前記第１基準値を超えるときに前記調整弁の開度を小さくすることを特徴とする循環水の再利用方法。
請求項２に記載の循環水の再利用設備を用いて、第１の槽から循環水を使用する工程へと循環水を送液する循環水の再利用方法であって、
前記流量計による測定値が第１基準値以下のときに該測定値と該第１基準値の差を縮めるように開度を大きくし、前記測定値が前記第１基準値を超えるときに前記調整弁の開度を小さくし、
前記レベル計の測定値が第２基準値を超えるときに前記送液ポンプを作動させ、前記レベル計の測定値が第２基準値以下のときに前記送液ポンプを停止させることを特徴とする循環水の再利用方法。
前記第２基準値は、前記第１の槽への前記第１の配管の接続高さより高い位置であることを特徴とする請求項８記載に循環水の再利用方法。