JP2023049317A - トロンメル - Google Patents

Abstract

【課題】ニッケル原料鉱石の篩別性能を維持しながら、簡易な構成でスクリーンの寿命をさらに延長することが可能なトロンメルを提供する。【解決手段】ドラムウォッシャーに備わるドラムに連結され、軸芯を中心にして回転可能な円錐台筒状または円筒状のスクリーン１１０が設けられるトロンメル１００であって、スクリーン１１０は、分級対象物が導入される導入側３０と、分級後に残った分級対象物が排出される排出側４０とを有し、スクリーン１１０は、導入側３０に金属製グレーチング１１１を備え、金属製グレーチング１１１の排出側４０の先端には、排出側４０からさらに延在するように２層のエキスパンドメタル１１２が設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、トロンメルに関し、より詳しくはＨＰＡＬプラントで使用するニッケル原料鉱石を篩別するドラムウォッシャーに付帯するトロンメルに関する。

近年、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法として、硫酸を用いた高圧加圧酸浸出法（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。

低品位ニッケル鉱を利用するＨＰＡＬプラントにおいては、原料であるニッケル原料鉱石が鉱山から運搬、供給される。この中には大粒径鉱石が含まれており、ポンプ等で流送する際に障害となる。また、大粒径鉱石のニッケル品位は低く、浸出もこの鉱石の表面のみとなるため、浸出率が低く除去する必要がある。その為、ＨＰＡＬプラントにニッケル原料鉱石を調整するニッケル原料調整工程では大粒径鉱石を除去するため、洗浄、および篩別装置が設置されている。

洗浄および篩別装置としては、大粒径鉱石を除去するドラムとトロンメルから構成されるドラムウォッシャーが使用される。なお、ドラムウォッシャーは廃棄物の洗浄にも広く用いられている。トロンメルは、横向き（軸芯が水平または水平に近い傾斜状態）に設置される円錐台筒形又は円筒形の篩網を備え、この篩網を軸芯まわりに回転駆動することにより、篩網に投入された分級対象物の分級処理（種々の大きさの分級対象物をその大きさによって分ける処理）を行う装置である。このようなトロンメルの用途の一つとして、ニッケル酸化鉱石の分級処理を行うものがある。

例えば、特許文献１では、ニッケル原料鉱石を調整するのに解砕や分級する際の効率を大幅に低下することを防止するため、トロンメルの内面のトロンメル回転軸に対する垂直断面の同一円周上に、所定の要件を満足する突起物が提案されている。

しかしながら、上述した特許文献１に記載されたトロンメルをＨＰＡＬプラントで使用した場合に、ドラムから排出または回転により鉱石スラリーに含まれる大粒径鉱石が持ち上げられ、回転の途中で落下する大粒径鉱石の衝撃により、トロンメルのスクリーンが磨耗、または破損し、操業中の補修が必要となる。操業中の補修は、後段設備の稼働率に影響を与える原因となり、生産効率も低くなるおそれがある。

出願人は、先に特許文献２において、ドラムウォッシャーに備わるドラムに連結され、軸芯を中心にして回転可能な筒状のスクリーンが設けられるトロンメルであって、スクリーンは、ドラムとの連結部から軸芯方向に沿って延在するように格子状の金属製グレーチングを備え、金属製グレーチングを延在した先端には、軸芯方向に沿って延在するように格子状の樹脂製スクリーンを設けることを特徴とするトロンメルを提案している。

そして、このようなトロンメルの一実施形態として、トロンメルを長さ方向に３分割し、１段目に金属製グレーチング、２、３段目にウレタンスクリーンとパンチングプレートを組み合わせたものをスクリーンとして用いることで、１度目の応急補修発生時期を従来の２～４か月から４～６か月へと、スクリーンの寿命の延長に成功している。

特開２００９－１７３９６７号公報 特開２０１８－１８３７２６号公報

しかしながら、ＨＰＡＬプラントの定期整備周期は６か月毎であるため、特許文献２の技術によってスクリーンの寿命を４～６か月に延長したとしても、ＨＰＡＬプラント稼働中の応急補修は必須であり、生産量を減少させる要因となっていた。また、ウレタンスクリーンのような樹脂製スクリーンは、比較的高価でかつ入手までに期間を要するという状況があった。

そこで、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、ニッケル原料鉱石の篩別性能を維持しながら、簡易な構成でスクリーンの寿命をさらに延長することが可能な、新規かつ改良されたトロンメルを提供することを目的とする。

即ち、上記目的を達成するために、本発明の一態様では、ドラムウォッシャーに備わるドラムに連結され、軸芯を中心にして回転可能な円錐台筒状または円筒状のスクリーンが設けられるトロンメルであって、スクリーンは、分級対象物が導入される導入側と、分級後に残った分級対象物が排出される排出側とを有し、スクリーンは、導入側に金属製グレーチングを備え、金属製グレーチングの排出側の先端には、排出側からさらに延在するように２層のエキスパンドメタルが設けられている。

本発明の一態様によれば、エキスパンドメタルを２層にして、金属製グレーチングの先端から延在させることで、簡易な構成でスクリーンの寿命をさらに延長することが可能となる。

このとき、本発明の一態様では、２層のエキスパンドメタルは、同種のエキスパンドメタル２枚を重ねたものであるとしてもよい。

同種のエキスパンドメタル２枚を重ねることで、内側のエキスパンドメタルが穴あきに至った場合でも外側のエキスパンドメタルが機能することで応急補修が不要となる。

また、本発明の一態様では、２層のエキスパンドメタルは、互いの穴の位置が同じ位置になるように重ねられているとしてもよい。

このようにすることで、スクリーン効率の低下をほとんど引き起こさないようにすることができる。

また、本発明の一態様では、金属製グレーチングと２層のエキスパンドメタルがスクリーンの内側で面一となるように接続されているとしてもよい。

このようにすることで、分級対象物（鉱石）をスムーズに金属製グレーチングから２層のエキスパンドメタルへと送ることができる。

また、本発明の一態様では、金属製グレーチングは、軸芯方向におけるスクリーンの長さの０．３倍～０．４倍の範囲まで延在しているとしてもよい。

このようにすることで、ドラムから移送された大粒径鉱石が金属製グレーチング上に落下するようにすることができる。

また、本発明の一態様では、金属製グレーチングの厚みは、５ｍｍ以上であるとしてもよい。

金属製グレーチングの厚さを上記範囲とすることで、金属製グレーチングが頑丈になり寿命を延ばすことができ、摩耗の進み具合を目視で確認することも容易となる。

また、本発明の一態様では、金属製グレーチングは、複数に分画された構成からなるとしてもよい。

このようにすることで、補修時に金属製グレーチングの全体を交換する必要がなく、損傷した領域に該当する部分のみを交換することができる。

また、本発明の一態様では、前記ドラムウォッシャーは、湿式精錬プラントにおいてニッケル原料鉱石を篩別するのに使用されてもよい。

本発明の一態様にかかるトロンメルは、ＨＰＡＬプラントで使用するニッケル原料鉱石を篩別するドラムウォッシャーに好ましく適用される。

本発明によれば、ニッケル原料鉱石の篩別性能を維持しながら、簡易な構成でスクリーンの寿命をさらに延長することが可能となる。

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２は、ドラムウォッシャーの概略説明図である。 図３（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るトロンメルの概略説明図であり、図３（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係るトロンメルの底面部分の拡大断面図である。 図４は、本発明の他の実施形態に係るトロンメルの概略説明図である。 図５（Ａ）～（Ｃ）は、エキスパンドメタルを１層しか用いなかった場合の摩耗と破損の状況を説明する概略図であり、図５（Ｄ）、（Ｅ）は、本発明の一実施形態において２層のエキスパンドメタルとした場合の効果を説明するための概略図である。

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］
本発明の一実施形態にかかるトロンメルは、主にニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法において、ニッケル原料鉱石を篩別するドラムウォッシャーに付帯して使用される。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。なお、本発明の一実施形態にかかるトロンメルは、必ずしもニッケル酸化鉱の湿式製錬方法における分級のみに限定されるわけではなく、一般的な回転篩装置としてニッケル酸化鉱石以外の分級対象物の分級に用いてもよい。

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。ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスは、図１に示すように、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（浸出残渣）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、浸出液に石灰石を中和剤として添加することで浸出液の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、この湿式製錬方法では、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回収して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）。

ＨＰＡＬプラントにおいて、鉱石スラリー化工程Ｓ１でニッケル原料鉱石から鉱石スラリーを得る過程で、大粒径鉱石を除去するのに、洗浄装置が設置されている。洗浄装置は、上述した浸出工程Ｓ３において鉱石を酸浸出するため、ニッケル原料鉱石を選別する機能を有するものである。この洗浄装置は、ドラムウォッシャー（ドラム型洗浄機）と篩別機とから構成されるものである。ドラムウォッシャーは、ニッケル原料鉱石を水で洗浄することにより、鉱石スラリー内のニッケル品位を高める機能を有する。

図２は、ドラムウォッシャーの概略説明図である。ドラムウォッシャー１は、図２に示すように、ドラム１０とトロンメル２０とを備え、ドラム１０のトロンメル２０との連結側には、回収羽根１１が設けられている。ドラム１０は、ニッケル酸化鉱石を解砕し、レパルプし（解きほぐし）て鉱石スラリーＳとする機能を有する。回収羽根１１は、鉱石スラリーＳに含まれる鉱石をドラム１０内から掻き揚げる機能を有する。トロンメル２０は、鉱石スラリーＳに含まれる鉱石を篩別する機能を有する。

ドラムウォッシャー１では、ドラム１０の入口側（上流側）に設けられた投入口（不図示）から水およびニッケル酸化鉱石を供給し、ドラム１０内において大粒径鉱石から必要なニッケル原料鉱石を水でスラリー状にして、大型分級装置であるトロンメル２０に送り、このトロンメル２０のスクリーンで鉱石スラリーＳに含まれる粒径２５ｍｍ以上の鉱石を除去する。さらに、トロンメル２０のスクリーンの下に配置された篩別機により、スクリーンを通過した鉱石スラリーＳに含まれる粒径１．４ｍｍ以上の鉱石を除去する。

そのため、ドラム１０の出口側（下流側）には、鉱石スラリーＳと大粒径鉱石を篩い分けするために、トロンメル２０という大型分級装置が設置されている。このトロンメル２０のスクリーンは、円錐台筒状または円筒状からなり、トロンメル２０は、ドラム１０と連結されることでドラム１０と一緒に回転しつつ装入物を篩別することができる構成となっている。

ドラム１０から送り出される鉱石スラリーＳは、ドラム１０の連結部付近に設置された堰（不図示）からオーバーフローし、鉱石スラリーＳに含まれる鉱石は、ドラム１０内に設けられる回収羽根１１によって掬い上げられ、トロンメル２０に移送される。ここで、回収羽根１１をドラム１０に設けたことにより、ドラム１０の系内から鉱石が掻き揚げられるので、ドラム１０からトロンメル２０に鉱石スラリーに含まれる鉱石が滞りなく移送される。その結果、鉱石含有率が安定して鉱石スラリーが得られるうえ、ドラム１０内に大粒径鉱石が滞留されにくくなることから、ドラム１０自体の磨耗も抑制でき、ドラム１０の駆動に要するエネルギーも軽減される。

しかしながら、鉱石スラリーＳに含まれる大粒径鉱石が回収羽根１１によってトロンメル２０に移送された場合、この大粒径鉱石がトロンメル２０のスクリーンへ落下する形となって衝撃が非常に大きく、短期間でスクリーンの磨耗や損傷が顕著となる。

ここで、トロンメル２０のスクリーンが破損した場合、大粒径鉱石が後段の篩別機に持ち込まれ、篩別機にかかる負荷が上がり、篩別機が破損しやすくなる。篩別機が破損した場合、それ以降でポンプやバルブの狭隘部に大粒径鉱石が詰まって鉱石スラリーの流路を塞ぎ、詰まりを除去するために、長期間の設備を停止することを余儀なくされる。篩別機の破損や流路の詰まりを未然に防ぐため、トロンメル２０のスクリーンの磨耗、または破損が確認された場合は、ＨＰＡＬプラントの操業中であっても設備を停止して、スクリーンの補修や交換を行う必要があり、設備の稼働率を低下させる要因となっていた。

スクリーンの磨耗や破損を抑制するため、例えば、全てのスクリーンに肉厚の金属製グレーチングを設けることができる。しかし、スクリーンの強度を確保する代償に、篩い分けするための開口面積が不足してしまい、原料となる鉱石スラリーがトロンメル２０の系外へと過剰に排出されてしまうほか、設備の重量も増加して運転が難しくなる。一方、全てのスクリーンを樹脂製スクリーンにした場合には、ある程度の耐衝撃性や耐摩耗性を有しているが、樹脂製スクリーン自体の強度が不足してしまい、操業中に樹脂製スクリーンの目開きが徐々に広がり、所望の粒径サイズよりも大きい鉱石を除外することができない。

そこで、本発明者は、ＨＰＡＬプラントで使用するニッケル原料鉱石を篩別する際に使用されているドラムウォッシャー１に付帯するトロンメル２０のスクリーンの篩別性能を維持するため、ドラム１０との連結部の周辺に格子状の金属製グレーチングを備えるとともに、金属製グレーチング先端からさらに外側に延在するように２層のエキスパンドメタルを設けることによって、トロンメル２０の寿命をより延長できることを見出し、本発明を完成した。

［２．トロンメル］
次に、本発明の一実施形態に係るトロンメルについて図面を用いて説明する。図３（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るトロンメルの概略説明図であり、図３（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係るトロンメルの底面部分の拡大断面図である。本発明の一態様は、ドラムウォッシャーに備わるドラムに連結され、軸芯を中心にして回転可能な円錐台筒状または円筒状のスクリーン１１０が設けられるトロンメル１００であって、スクリーン１１０は、分級対象物が導入される導入側３０と、分級後に残った分級対象物が排出される排出側４０とを有し、スクリーン１１０は、導入側３０に金属製グレーチング１１１を備え、金属製グレーチング１１１の排出側４０の先端には、排出側４０からさらに延在するように２層のエキスパンドメタル１１２が設けられている。

本発明の一実施形態に係るトロンメル１００は、図３（Ａ）に示すように、軸芯を中心にして回転可能な円錐台筒状のスクリーン１１０が設けられている。スクリーン１１０は、ドラムから移送された分級対象物（鉱石）を所望の粒径に篩い分ける機能を有する。スクリーン１１０が円錐台筒状であるので、ドラムウォッシャーに備わるドラムから回収羽根で移送された、鉱石スラリーに含まれる大粒径鉱石がスクリーン１１０上を傾斜に沿って転がり排出される。以下、各構成要素を説明する。

本発明の一実施形態では、スクリーン１１０は、ドラムとの連結部（導入側３０）から軸芯方向に沿って延在するように格子状の金属製グレーチング１１１を備え、金属製グレーチング１１１を延在した先端には、軸芯方向（排出側４０方向）に沿って延在するように２層のエキスパンドメタル１１２を設ける。なお、この金属製グレーチング１１１は、一体化された構成からなるものでもよく、あるいは複数の金属製グレーチングからなる複数に分画された構成からなるものでもよい。

これにより、本発明の一実施形態では、ドラムから回収羽根で移送された、鉱石スラリーに含まれる大粒径鉱石がスクリーン１１０に直接落下しても、最初に打撃される落下地点が耐衝撃性の高い金属製グレーチング１１１の領域となるので、直接落下による磨耗や損傷が抑制される。そして、この大粒径鉱石が金属製グレーチング１１１に衝撃を与えた後、傾斜に沿ってさらに２層のエキスパンドメタル１１２へ転がっても、最初に与える衝撃よりも弱いので、従来のスクリーンと比べて２層のエキスパンドメタル１１２は磨耗や損傷が抑制される。このように、格子状の金属製グレーチング１１１と２層のエキスパンドメタル１１２とが有する良好な篩別性能を維持することができる。したがって、ＨＰＡＬプラントにおける操業は、スクリーン１１０の補修や交換のために停止することなく、長期間安定して行うことができる。

金属製グレーチング１１１は、軸芯方向におけるスクリーン１１０の長さの０．２５倍～０．５倍の範囲まで延在していることが好ましく、０．３倍～０．４倍の範囲であることがさらに好ましい。このような範囲にすることにより、トロンメル１００の駆動に要するエネルギーを抑制しつつ、ドラムから移送された大粒径鉱石の落下地点が、金属製グレーチング１１１を設けた領域となるので、衝突による衝撃にも耐えることができる。このため、ＨＰＡＬプラントの操業中にトロンメル１００が短期間に損傷することなく、トロンメル１００の鉱石を篩別する機能を維持することができ、トロンメル１００自体の寿命を延長することがより確実となる。

金属製グレーチング１１１が０．３倍未満までのみ延在している場合には、ドラムから移送された大粒径鉱石が金属製グレーチング１１１を飛び越えて２層のエキスパンドメタル１１２に落下することが考えられ、その際にトロンメル１００が短期間に損傷するおそれがある。特に金属製グレーチング１１１が０．２５倍未満までのみ延在している場合には、大粒径鉱石が掻き揚げられたり跳ね飛ばされたりする動きのほかに、大粒径鉱石が互いに積み重なった後に崩れ落ちる動きによっても２層のエキスパンドメタル１１２に直接落下するおそれがある。一方、金属製グレーチング１１１が０．４倍を超えて延在している場合には、スクリーン１１０における金属製グレーチング１１１の範囲が大きくなり回転させるのに多くのエネルギーを要する。特に金属製グレーチング１１１が０．５倍を超えて延在している場合には、トロンメル１００がドラム側から離れるに従い広がる形状（ラッパ形）であると、トロンメル１００の平均半径より大きな位置に（樹脂性に比して重い）金属製グレーチング１１１を配置することになる。その結果、慣性モーメントが半径の２乗に比例し、さらに密度に比例して、トロンメル１００を回転させるのに、特に多くのエネルギーを要することになる。

金属製グレーチング１１１は、金属や合金等で形成されていれば特に限定されないが、耐水性や耐衝撃性に優れた炭素鋼またはステンレス鋼等で形成されていることが好ましい。

金属製グレーチング１１１の厚みは、少なくとも５ｍｍ以上であることが好ましい。厚みを５ｍｍ以上にすることにより、金属製グレーチング１１１が頑丈になり寿命を延ばすことができ、摩耗の進み具合を目視で確認することも容易となる。この厚みが５ｍｍ未満である場合には、鉱石スラリーに含まれる大粒径鉱石が落下し衝突すると、衝撃を受けて格子の目開きが所望の範囲より広がってしまうおそれがある。

また、格子状の金属製グレーチング１１１としては、丸穴を備えたグレーチングを用いるが、これに限定されるものではなく、丸穴の替わりに六角穴、三角穴、および四角穴のいずれかを備える金属製グレーチング１１１であっても差し支えなく用いることができる。

本発明の一実施形態では、スクリーン１１０を補強するために補強フレーム１２０ａ，１２０ｂが装着されていてもよい。具体的には、補強フレーム１２０ａは、金属製グレーチング１１１と２層のエキスパンドメタルとを連結するよう装着されている。また、スクリーン１１０の外周面には、長手方向に沿って補強フレーム１２０ｂが装着されている。さらに、スクリーン１１０の導入側３０（ドラム側の端）には補強リング１２１ａが装着され、スクリーン１１０の排出側４０（ドラムとは反対側の端）には補強リング１２１ｂが装着されている。

なお、金属製グレーチング１１１を複数のグレーチング部品で区画するように予め構成しておき、ＨＰＡＬプラントにおける操業に伴い金属製グレーチング１１１が損傷や磨耗した場合などには、金属製グレーチング１１１の全体を交換するのではなく、損傷した領域に該当する部分のみを交換すればよい。このため、従来の金網製スクリーンのように全面を交換する必要がなく、コストや手間が最小限で済む。

エキスパンドメタルは、特別な形状の物を用いる必要はなく、一般的に流通しているものを使用することができる。エキスパンドメタルの材質は金属や合金等、特に限定されない。例えば、ＳＵＳ３０４などのステンレス鋼などが用いられる。

２層のエキスパンドメタル１１２は、同種のエキスパンドメタル２枚を重ねたものが好ましい。同種のエキスパンドメタル２枚を重ねることで、内側のエキスパンドメタルが穴あきに至った場合でも外側のエキスパンドメタルが機能するにより大塊の後工程への混入を防止することができる。また、２層のエキスパンドメタルは、互いの穴の位置が同じ位置になるように重ねることが好ましい。このようにすることで、スクリーンへの分級対象物（ニッケル酸化鉱石）の詰まり等を防止して、スクリーン効率の低下をほとんど引き起こさないようにすることができる。

また、金属製グレーチング１１１と２層のエキスパンドメタル１１２がスクリーン１１０の内側で面一となるように接続されることが好ましい。このようにすることで、分級対象物（鉱石）をスムーズに金属製グレーチング１１１から２層のエキスパンドメタル１１２へと送ることができる。２層のエキスパンドメタル１１２の厚みは、金属製グレーチング１１１との境目の段差がなくなる厚みとするのがよく、段差がある場合には、鉱石粒子の径より小さな段差となる厚みとするのがよい。特に、２５ｍｍ以下の段差となる厚みとするのが妥当であり、たとえば段差が２５ｍｍを超える場合は、２層のエキスパンドメタル１１２を更新（張替え）したり、２層のエキスパンドメタル１１２または金属製グレーチング１１１の取り付け位置を変更して、段差が２５ｍｍ以下となるようにするのが望ましい。なお、本発明の一実施形態においては、エキスパンドメタルを２層にして用いることとしているが、場合によっては３層以上の複数層にして取り付けるようにしてもよい。

金属製グレーチング１１１から２層のエキスパンドメタル１１２へ鉱石が乗り移る際に生じる衝撃を軽減するため、金属製グレーチング１１１と２層のエキスパンドメタル１１２は等しい角度で取り付けることが望ましい。

また、本発明の一実施形態では、スクリーン１１０に補強材が設けられていてもよい。例えば、スクリーン１１０の外周面に沿ってパンチングメタルが設けられていてもよい。このとき、パンチングメタルの目開きは、スクリーン１１０としての鉱石を篩い分ける機能を確保するため、金属製グレーチング１１１及び２層のエキスパンドメタル１１２の目開きよりも大きいことが好ましい。

図４は、本発明の他の実施形態に係るトロンメルの概略説明図である。本発明の他の実施形態に係るトロンメル２００は、図４に示すように、軸芯を中心にして回転可能な円筒状のスクリーン２１０が設けられ、このスクリーン２１０を補強するため、補強フレーム２２０ａ,２２０ｂおよび補強リング２２１ａ,２２１ｂが装着されている。以下、各構成要素を説明する。なお、上述した実施形態と重複するものは説明を割愛する。

本発明の他の実施形態では、スクリーン２１０は、ドラムとの連結部から軸芯方向に沿って延在するように格子状の金属製グレーチング２１１を備え、金属製グレーチング２１１を延在した先端には、軸芯方向に沿って延在するように格子状の２層のエキスパンドメタル２１２を設ける。

ドラムウォッシャーにこのトロンメル２００を使用する場合には、円筒状のスクリーン２１０はドラムの出口側と横向きに連結された状態で、ドラムとともに水平方向に対して所定の角度（例えば、１°～２０°）に傾斜している。このとき、ドラムウォッシャーに備わるドラムから回収羽根で掻き揚げることで移送された鉱石スラリーに含まれる大粒径鉱石がスクリーン２１０上を傾斜に沿って転がり排出される。

［３．本発明による効果］
本発明の一実施形態に係るトロンメル１００，２００を採用することにより、以下に挙げる効果を得ることができる。

本発明の第一の効果として、運転中の応急補修が一切不要であることが挙げられる。すなわち、内側のエキスパンドメタル１１２ａが穴あきに至った場合であっても外側のエキスパンドメタル１１２ｂが存在するため、大塊の後工程への混入は発生しない（図３（Ｂ）参照）。穴あきに至った内側のエキスパンドメタル１１２ａは他設備の定期整備に抱き合わせる形での予定補修が可能となるため、結果として応急補修が一切不要となり、実質設備稼働率１００％を維持できる。

第二の効果として、エキスパンドメタル自体の寿命延長が挙げられる。図５（Ａ）～（Ｃ）は、エキスパンドメタルを１層しか用いなかった場合の摩耗と破損の状況を説明する概略図であり、図５（Ｄ）、（Ｅ）は、本発明の一実施形態において２層のエキスパンドメタルとした場合の効果を説明するための概略図である。エキスパンドメタル１２の穴あきは（１）摩耗によって線径が減少（図５（Ａ））、（２）大塊の落下の衝撃により線径が減少したエキスパンドメタル１３が塑性変形（図５（Ｂ））、（３）さらなる大塊の衝撃によりエキスパンドメタル１３が脱落（図５（Ｃ））、の３つのプロセスを経て生じる。本発明においては、内側のエキスパンドメタル１１２ａが摩耗し線径が減少しても、外側のエキスパンドメタル１１２ｂが健全であり、大塊の落下の衝撃による塑性変形を防止することができる（図５（Ｄ）、（Ｅ））。そのため、内側のエキスパンドメタル１１２ａの穴あきが生じ難くなり、結果として内側のエキスパンドメタル１１２ａの穴あきまでの期間がエキスパンドメタル１層の場合と比べて増加する。

第三の効果として、エキスパンドメタルを２層化することによる単純な交換寿命の延長が挙げられる。

なお、エキスパンドメタルの線径増加では同様の効果を得ることはできない。本発明の第一の効果はエキスパンドメタルを２層にすることで発現するものであり、線径増加したエキスパンドメタルでは穴あきに至った場合速やかに応急補修をしなければならなくなる。また、第二の効果もいかに線径を増加させようとも摩耗し線径が減少すると塑性変形を防止することはできない。結果として第三の効果も本発明と比べて小幅なものとなると考えられる。加えて、エキスパンドメタルは規格品であるため、線径を増加したものは特注品となるうえ、目開きの減少によりスクリーン効率の低下を招くことになる。

以上より、本発明の一実施形態に係るトロンメルは、ドラムウォッシャーに備わるドラムに連結され、軸芯を中心にして回転可能な筒状のスクリーンが設けられる。そして、スクリーンは、導入側に金属製グレーチングを備え、金属製グレーチングの排出側の先端には、排出側からさらに延在するように２層のエキスパンドメタルが設けられていることを特徴とする。

これにより、ドラム内に設けられる回収羽根により鉱石スラリーに含まれる大粒径鉱石を掻き揚げることで、ドラムからトロンメルに移送された大粒径鉱石の落下地点が、金属製グレーチングを設けた領域となるので、トロンメルに備わるスクリーンは、強い衝撃にも耐えることができる。また、金属製グレーチングの排出側からさらに延在するように２層のエキスパンドメタルを設けることにより、ＨＰＡＬプラントの操業中に短期間でトロンメルのスクリーンが損傷することなく、トロンメル自体の寿命を延長することができる。その結果、頻繁に操業を停止して、トロンメルのスクリーンを補修または交換する必要がなくなる。さらに、トロンメルに連結されたドラムを備えるドラムウォッシャーは、停止頻度が少なく効率的にＨＰＡＬプラントの操業を行うことができるので、湿式精錬プラントにおけるニッケル原料鉱石の篩別に最適である。

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。

ＨＰＡＬ（高圧酸浸出法）プラントにおいて、ニッケル酸化鉱石を酸浸出する前処理としてニッケル酸化鉱石をスラリー化するのに、ドラムにトロンメルが連結するドラムウォッシャーを用いて、下記の実施例１、比較例１の条件でそれぞれ行った。

（実施例１）
実施例１では、ドラムウォッシャーのドラムユニットから排出される鉱石が最初に落下する円錐状のトロンメルのスクリーンの導入側（ドラム側の端。本態様では、ドラムとの連結部を兼ねている。）側の第１列目スクリーンは耐衝撃性を考慮し、平鋼（横の長さ２４ｍｍ×厚み５．０ｍｍ）を格子状に組んだ金属製グレーチング（幅８００ｍｍ×横の長さ１２５０ｍｍ×厚み２５ｍｍ）を設けた。第２列目スクリーンおよび第３列目スクリーンは、エキスパンドメタルを２層にして設けた。さらに、スクリーンには、補強フレームと補強リングをそれぞれ装着した。なお、第１列目スクリーン～第３列目スクリーンは等間隔に配列されている（それぞれスクリーン全体の長さの３分の１ずつの長さとなる）。

ＨＰＡＬプラントを操業した結果、表１に示すように、第１列目スクリーン（金属製グレーチング）の要補修時期と要交換時期がそれぞれ使用開始後から１年であった。また、第２列目スクリーンおよび第３列目スクリーン（２層のエキスパンドメタル）の要補修時期については、使用開始から６ヶ月以上補修不要であり、要交換時期が使用開始から１年であった。

（比較例１）
比較例１では、ドラムウォッシャーのドラムユニットから排出される鉱石が最初に落下する円錐状のトロンメルのスクリーンの導入側の第１列目スクリーンを格子状に組んだ金属製グレーチング（幅８００ｍｍ×横の長さ１２５０ｍｍ×厚み２５ｍｍ）とし、第２列目スクリーンおよび第３列目スクリーンは、厚さ３０ｍｍのウレタンスクリーン（目開き２５ｍｍ）を設け、このウレタンスクリーンの外周面に沿って補強目的で板厚６ｍｍの穴あき鉄板をさらに取り付け、二重構造のスクリーンとした。さらに、スクリーンには、補強フレームと補強リングをそれぞれ装着した。なお、第１列目スクリーン～第３列目スクリーンは等間隔に配列されている（それぞれスクリーン全体の長さの３分の１ずつの長さとなる）。また、ウレタンスクリーンとは、ポリウレタンで形成されたスクリーンをいう。

ＨＰＡＬプラントを操業した結果、表２に示すように、第１列目スクリーンの要補修時期と要交換時期がそれぞれ使用開始後から１年であった。また、第２列目スクリーンおよび第３列目スクリーンの要補修時期が使用開始から４～６ヶ月であり、要交換時期が使用開始から６～８ヶ月であった。

表１（実施例１）と表２（比較例１）を比較すると、実施例１は、比較例１よりもスクリーンの補修や交換を要するまでの期間が増加しており、すなわちトロンメルが長期間使用できるようになったことが分かる。その結果、実施例１に基づく本設備の稼働率が向上し、安定的な操業が可能となった。また、実施後の操業においても、篩上には大きさ２５ｍｍ以下の鉱石のみが観察されており、スクリーンの目開きよりも狭い粒径の鉱石を含む鉱石スラリーを回収できていることが確認できた。

このように、実施例１で使用されたドラムとの連結部（スクリーンの基端）から軸芯に沿って延在するように金属製グレーチングを設け、金属製グレーチングの排出側の先端からさらに延在するように２層のエキスパンドメタルが設けられたことにより、比較例１で使用された金属製グレーチングの排出側の先端からさらに延在するようにウレタンスクリーンとパンチングメタルが設けられたトロンメルよりも要補修時期や要交換時期が延びたことが確認された。すなわち、実施例１に使用されたトロンメルは、ＨＰＡＬプラントの操業におけるその寿命をより延長できたと考えられる。

なお、上記のように本発明の一実施形態及び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、スラリーの搬送設備及びスラリーの送液方法の構成も本発明の一実施形態及び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。

１ ドラムウォッシャー、１０ ドラム、１１ 回収羽根、１２ エキスパンドメタル、１３ 線径が減少したエキスパンドメタル、２０ トロンメル、３０ 導入側、４０ 排出側、１００ トロンメル、１１０ スクリーン、１１１ 金属製グレーチング、１１２ ２層のエキスパンドメタル、１１２ａ 内側のエキスパンドメタル、１１２ｂ 外側のエキスパンドメタル、１２０ａ，１２０ｂ 補強フレーム、１２１ａ，１２１ｂ 補強リング、２００ トロンメル、２１０ スクリーン、２１１ 金属製グレーチング、２１２ エキスパンドメタル、２２０ａ，２２０ｂ 補強フレーム、２２１ａ，２２１ｂ 補強リング、Ｓ 鉱石スラリー

Claims (8)

1. ドラムウォッシャーに備わるドラムに連結され、軸芯を中心にして回転可能な円錐台筒状または円筒状のスクリーンが設けられるトロンメルであって、
   前記スクリーンは、分級対象物が導入される導入側と、分級後に残った該分級対象物が排出される排出側とを有し、
   前記スクリーンは、前記導入側に金属製グレーチングを備え、
   該金属製グレーチングの前記排出側の先端には、該排出側からさらに延在するように２層のエキスパンドメタルが設けられていることを特徴とするトロンメル。
2. 前記２層のエキスパンドメタルは、同種のエキスパンドメタル２枚を重ねたものであることを特徴とする請求項１に記載のトロンメル。
3. 前記２層のエキスパンドメタルは、互いの穴の位置が同じ位置になるように重ねられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトロンメル。
4. 前記金属製グレーチングと前記２層のエキスパンドメタルが前記スクリーンの内側で面一となるように接続されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載のトロンメル。
5. 前記金属製グレーチングは、前記軸芯方向における前記スクリーンの長さの０．３倍～０．４倍の範囲まで延在してい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項記載のトロンメル。
6. 前記金属製グレーチングの厚みは、５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載のトロンメル。
7. 前記金属製グレーチングは、複数に分画された構成からなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載のトロンメル。
8. 前記ドラムウォッシャーは、湿式精錬プラントにおけるニッケル原料鉱石の篩別に使用
   されることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項記載のトロンメル。

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