JP6862970B2 - Sulfide production equipment - Google Patents

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Description

本発明は、硫化物の製造設備に関する。 The present invention relates to a sulfide production facility.

従来、ニッケル製錬においては、硫化ニッケル鉱を乾式製錬することにより、ニッケル品位が30重量%程度のマットを得て、その後、塩素浸出−電解採取法により電気ニッケルを製造する方法が採用されている。 Conventionally, in nickel smelting, a method has been adopted in which a mat having a nickel grade of about 30% by weight is obtained by pyrometallurgical smelting of nickel sulfide ore, and then electric nickel is produced by a chlorine leaching-electrowinning method. ing.

近年、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法として、硫酸を用いた高圧酸浸出(High Pressure Acid Leach)法が注目されている。高圧酸浸出法は、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、一貫した湿式工程によって有価金属を抽出する。このため、乾式製錬方法に比べて、エネルギー的およびコスト的に有利となる。また、高圧酸浸出法は、ニッケル品位を50重量%程度まで向上させたニッケル硫化物が得られるという利点を有する。本明細書に記載するニッケル硫化物は、ニッケルを含む硫化物を意味する。ニッケル硫化物は、ニッケル酸化鉱石を浸出して得られた浸出液を浄液した後、硫化工程において硫化水素ガスを吹き込み硫化反応を生じさせることにより沈殿生成される(たとえば、特許文献1参照)。 In recent years, as a hydrometallurgical method for nickel oxide ore, a high pressure acid leach method using sulfuric acid has attracted attention. Unlike the conventional dry smelting method, which is a general smelting method for nickel oxide ore, the high-pressure acid leaching method does not include a dry process such as a reduction and drying process, and extracts valuable metals by a consistent wet process. .. Therefore, it is advantageous in terms of energy and cost as compared with the pyrometallurgical method. Further, the high-pressure acid leaching method has an advantage that a nickel sulfide having an improved nickel grade of about 50% by weight can be obtained. The nickel sulfide described herein means a sulfide containing nickel. Nickel sulfide is formed by precipitating by purifying the leachate obtained by leaching nickel oxide ore and then blowing hydrogen sulfide gas in the sulfide step to cause a sulfide reaction (see, for example, Patent Document 1).

上記硫化工程においては、ニッケルを含む硫酸水溶液を反応容器に供給するとともに、反応容器内の硫酸水溶液に硫化水素ガスを吹き込むことにより、ニッケル硫化物と貧液を生成する硫化反応を行う。このため、硫化工程には、反応容器やこれにつながる配管、弁などを含む硫化物の製造設備が用いられている。 In the above-mentioned sulfurization step, a sulfuric acid aqueous solution containing nickel is supplied to the reaction vessel, and hydrogen sulfide gas is blown into the sulfuric acid aqueous solution in the reaction vessel to carry out a sulfurization reaction for producing nickel sulfide and a poor liquid. For this reason, sulfide production equipment including a reaction vessel, pipes connected to the reaction vessel, and a valve is used in the sulfurization step.

特開2014−141749号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-141949

上述した硫化物の製造設備では、たとえば硫化水素ガスや硫酸水溶液など、そのまま外部に排出すると環境に悪影響を与えるおそれのある流体を取り扱うため、外部への流体漏れ(ガス漏れ、液漏れなど)をより高い確度で抑制する技術が求められる。 The above-mentioned sulfide production facility handles fluids such as hydrogen sulfide gas and sulfuric acid aqueous solution, which may adversely affect the environment if discharged to the outside as they are, so that fluid leakage (gas leakage, liquid leakage, etc.) to the outside occurs. Technology that suppresses with higher accuracy is required.

本発明の主な目的は、硫化物の製造設備において外部への流体漏れをより高い確度で抑制することができる技術を提供することにある。 A main object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing fluid leakage to the outside with higher accuracy in a sulfide production facility.

本発明の態様は、
ニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する高圧酸浸出法に基づく湿式製錬方法において、ニッケルを含む硫酸水溶液に硫化水素ガスを吹き込み、ニッケルを含む硫化物と貧液とを生成する硫化反応を行う硫化工程に用いられる硫化物の製造設備であって、
前記硫化反応のための反応容器と、
前記反応容器の出口に接続された配管と、
前記配管の途中に多重で設置された複数の遮断弁と、
を備える硫化物の製造設備である。
Aspects of the present invention are
In a hydrometallurgy method based on the high-pressure acid leaching method that recovers nickel from nickel oxide ore, a sulfurization step in which hydrogen sulfide gas is blown into a sulfuric acid aqueous solution containing nickel to carry out a sulfurization reaction that produces sulfide containing nickel and a poor liquid. It is a sulfide production facility used in
The reaction vessel for the sulfurization reaction and
The piping connected to the outlet of the reaction vessel and
Multiple shut-off valves installed in the middle of the piping,
It is a sulfide production facility equipped with.

本発明によれば、硫化物の製造設備において外部への流体漏れをより高い確度で抑制することができる。 According to the present invention, fluid leakage to the outside can be suppressed with higher accuracy in a sulfide production facility.

ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法を説明する工程図である。It is a process drawing explaining the wet smelting method of nickel oxide ore. 硫化物の製造設備が備える反応容器入口側の構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the reaction vessel inlet side provided with the sulfide production facility. 硫化物の製造設備が備える反応容器出口側の構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the reaction vessel outlet side provided in the sulfide production facility. 本発明の実施形態に係る硫化物の製造設備に適用される制御系の構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structural example of the control system applied to the sulfide production facility which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明の実施形態においては、次の順序で説明を行う。
1.ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法
2.発明者の知見
3.硫化物の製造設備
3−1.反応容器入口側の構成
3−2.反応容器出口側の構成
3−3.制御系の構成
3−4.制御系の処理動作
4.実施形態の効果
5.変形例等
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the embodiment of the present invention, the description will be given in the following order.
1. 1. Wet smelting method of nickel oxide ore 2. Inventor's findings 3. Sulfide production equipment 3-1. Configuration on the inlet side of the reaction vessel 3-2. Configuration on the outlet side of the reaction vessel 3-3. Control system configuration 3-4. Control system processing operation 4. Effect of embodiment 5. Deformation example etc.

<1.ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法>
図1はニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法を説明する工程図である。ここでは、高圧酸浸出法を用いた湿式製錬方法について説明する。
<1. Wet smelting method of nickel oxide ore >
FIG. 1 is a process diagram illustrating a hydrometallurgical method for nickel oxide ore. Here, a hydrometallurgy method using a high-pressure acid leaching method will be described.

図示のように、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法は、ニッケル酸化鉱石からニッケル等を浸出する浸出工程S1と、浸出工程S1で得られた浸出スラリーを浸出液と浸出残渣とに固液分離する固液分離工程S2と、浸出液を中和しニッケル回収用の母液と中和澱物スラリーとに分離する中和工程S3と、母液である硫酸水溶液に硫化水素ガスを吹き込んで硫化反応させることにより、ニッケル硫化物と貧液とを得る硫化工程S4とを有する。以下、各工程について、より詳しく説明する。 As shown in the figure, in the wet smelting method of nickel oxide ore, the leaching step S1 in which nickel or the like is leached from the nickel oxide ore and the leaching slurry obtained in the leaching step S1 are solid-liquid separated into a leachate and a leachate residue. The liquid separation step S2, the neutralization step S3 for neutralizing the leachate and separating it into the mother liquor for recovering nickel and the neutralized starch slurry, and the sulfurization reaction by blowing hydrogen sulfide gas into the sulfuric acid aqueous solution which is the mother liquor. It has a sulfurization step S4 for obtaining nickel sulfide and a poor liquid. Hereinafter, each step will be described in more detail.

(浸出工程)
浸出工程S1では、ニッケル酸化鉱石のスラリーに硫酸を添加し、220〜280℃の温度下で攪拌処理することにより、浸出液と浸出残渣とからなる浸出スラリーを生成する。浸出工程S1では、たとえば高温加圧容器(オートクレーブ)が用いられる。
(Leaching process)
In the leaching step S1, sulfuric acid is added to the slurry of nickel oxide ore and stirred at a temperature of 220 to 280 ° C. to generate a leaching slurry composed of a leaching solution and a leaching residue. In the leaching step S1, for example, a high-temperature pressurized container (autoclave) is used.

浸出工程S1で用いるニッケル酸化鉱石としては、主としてリモナイト鉱およびサプロライト鉱等のいわゆるラテライト鉱が挙げられる。ラテライト鉱のニッケル含有量は、通常0.8〜2.5重量%であり、水酸化物又はケイ苦土(ケイ酸マグネシウム)鉱物として含有される。また、鉄の含有量は、10〜50重量%であり、主として3価の水酸化物(ゲーサイト)の形態であるが、一部2価の鉄がケイ苦土鉱物に含有される。 Examples of the nickel oxide ore used in the leaching step S1 mainly include so-called laterite ores such as limonite ore and saprolite ore. The nickel content of laterite ore is usually 0.8-2.5% by weight and is contained as a hydroxide or magnesium silicate mineral. The iron content is 10 to 50% by weight, which is mainly in the form of trivalent hydroxide (gecite), but some divalent iron is contained in the siliceous earth minerals.

浸出工程S1においては、下記の式(1)〜(5)で表される浸出反応と高温熱加水分解反応が生じる。これにより、ニッケル、コバルト等の硫酸塩としての浸出と、浸出した硫酸鉄のヘマタイトとしての固定化が行われる。ただし、鉄イオンの固定化は完全には進行しない。このため、浸出工程S1で得られる浸出スラリーの液部分には、ニッケル、コバルト等の他に2価と3価の鉄イオンが含まれるのが通常である。 In the leaching step S1, the leaching reaction represented by the following formulas (1) to (5) and the high-temperature thermal hydrolysis reaction occur. As a result, leaching of nickel, cobalt and the like as sulfates and immobilization of the leached iron sulfate as hematite are performed. However, the immobilization of iron ions does not proceed completely. Therefore, the liquid portion of the leaching slurry obtained in the leaching step S1 usually contains divalent and trivalent iron ions in addition to nickel, cobalt and the like.

「浸出反応」
MO+HSO→MSO+HO …(1)
(式中Mは、Ni、Co、Fe、Zn、Cu、Mg、Cr、Mn等を表す。)
2Fe(OH)+3HSO→Fe(SO+6HO …(2)
FeO+HSO→FeSO+HO …(3)
「高温熱加水分解反応」
2FeSO+HSO+1/2O→Fe(SO+HO …(4)
Fe(SO+3HO→Fe+3HSO …(5)
"Leaching reaction"
MO + H 2 SO 4 → MSO 4 + H 2 O… (1)
(M in the formula represents Ni, Co, Fe, Zn, Cu, Mg, Cr, Mn, etc.)
2Fe (OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O… (2)
FeO + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 O… (3)
"High temperature thermal hydrolysis reaction"
2FeSO 4 + H 2 SO 4 + 1 / 2O 2 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O… (4)
Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O → Fe 2 O 3 + 3H 2 SO 4 … (5)

浸出工程S1におけるスラリー濃度は、特に限定されるものではないが、浸出スラリーのスラリー濃度が15〜45重量%になるように調製することが好ましい。また、浸出工程S1で用いる硫酸の添加量は、特に限定されるものではなく、鉱石中の鉄が浸出されるような過剰量が用いられる。たとえば、鉱石1トン当りの硫酸の添加量を300〜400kgとすることができる。鉱石1トン当りの硫酸の添加量が400kgを超えると、硫酸コストが大きくなり好ましくない。 The slurry concentration in the leaching step S1 is not particularly limited, but it is preferable to adjust the slurry concentration of the leaching slurry to be 15 to 45% by weight. The amount of sulfuric acid added in the leaching step S1 is not particularly limited, and an excess amount such that iron in the ore is leached is used. For example, the amount of sulfuric acid added per ton of ore can be 300 to 400 kg. If the amount of sulfuric acid added per ton of ore exceeds 400 kg, the cost of sulfuric acid increases, which is not preferable.

(固液分離工程)
固液分離工程S2では、浸出工程S1で形成される浸出スラリーを多段洗浄し、ニッケルおよびコバルトを含む浸出液と、それ以外の浸出残渣とを得る。
(Solid-liquid separation process)
In the solid-liquid separation step S2, the leaching slurry formed in the leaching step S1 is washed in multiple stages to obtain a leaching solution containing nickel and cobalt and other leaching residues.

固液分離工程S2における多段洗浄方法としては、特に限定されるものではないが、上記の浸出スラリーを、ニッケルを含まない洗浄液に向流で接触させて残渣の付着水を洗い流す連続向流洗浄法(CCD法:Counter Current Decantation)を用いることが好ましい。これにより、系内に新たに導入する洗浄液を削減できるとともに、ニッケルおよびコバルトの回収率を95%以上とすることができる。 The multi-stage cleaning method in the solid-liquid separation step S2 is not particularly limited, but is a continuous countercurrent cleaning method in which the above-mentioned leachate slurry is brought into contact with a nickel-free cleaning liquid in a countercurrent manner to wash away the residual water. (CCD method: Counter Current Decantation) is preferably used. As a result, the amount of cleaning liquid newly introduced into the system can be reduced, and the recovery rate of nickel and cobalt can be set to 95% or more.

(中和工程)
中和工程S3では、固液分離工程S2で分離された浸出液の酸化を抑制しながら、その浸出液のpHが4以下となるように炭酸カルシウムを添加することにより、ニッケル回収用の母液と3価の鉄を含む中和澱物スラリーとを生成する。このように浸出液の中和処理を行うことにより、高圧酸浸出法による浸出工程S1で用いた過剰の酸を中和するとともに、溶液中に残留する3価の鉄イオンやアルミニウムイオン等を除去する。
(Neutralization process)
In the neutralization step S3, while suppressing the oxidation of the leachate separated in the solid-liquid separation step S2, calcium carbonate is added so that the pH of the leachate is 4 or less, so that the mother liquor for nickel recovery and trivalent are added. Produces a neutralized starch slurry containing iron. By neutralizing the leachate in this way, the excess acid used in the leaching step S1 by the high-pressure acid leaching method is neutralized, and trivalent iron ions, aluminum ions, etc. remaining in the solution are removed. ..

中和工程S3において調整する浸出液のpHは、上述のように4以下とし、好ましくは3.2〜3.8とする。浸出液のpHが4を超えると、ニッケルの水酸化物の発生が多くなる。 The pH of the leachate adjusted in the neutralization step S3 is 4 or less, preferably 3.2 to 3.8, as described above. When the pH of the leachate exceeds 4, the generation of nickel hydroxide increases.

また、中和工程S3においては、溶液中に残留する3価の鉄イオンの除去に際し、溶液中に2価として存在する鉄イオンを酸化させないことが好ましい。そのため、たとえば空気の吹き込み等による溶液の酸化を極力防止することが好ましい。これにより、2価の鉄の除去に伴う炭酸カルシウム消費量と中和澱物スラリーの生成量の増加を抑制することができる。すなわち、中和澱物スラリー量の増加による澱物へのニッケル回収ロスを抑えることができる。 Further, in the neutralization step S3, when removing the trivalent iron ions remaining in the solution, it is preferable not to oxidize the iron ions existing as divalent in the solution. Therefore, it is preferable to prevent oxidation of the solution as much as possible due to, for example, blowing air. As a result, it is possible to suppress an increase in the amount of calcium carbonate consumed and the amount of neutralized starch slurry produced due to the removal of divalent iron. That is, it is possible to suppress the nickel recovery loss to the starch due to the increase in the amount of the neutralized starch slurry.

また、中和工程S3で得られる中和澱物スラリーを、必要に応じて固液分離工程S2へ送ることができる。これによって、中和澱物スラリーに含まれるニッケルを効果的に回収することができる。具体的には、中和工程S3で生成された中和澱物スラリーを、低いpH条件で操業される固液分離工程S2に戻すことにより、浸出残渣の洗浄と同時に中和澱物の付着水と中和澱物表面での局所反応により生成した水酸化ニッケルの溶解を促進させることができ、回収ロスとなるニッケル分を低減することができる。なお、ニッケルと同時に鉄の水酸化物も一部再溶解され、浸出した3価の鉄イオンの固定に再度中和剤が必要となる場合がある。そのため、この点からも2価の鉄イオンを酸化させないで中和澱物量の削減を図ることが望ましい。 Further, the neutralized starch slurry obtained in the neutralization step S3 can be sent to the solid-liquid separation step S2 as needed. As a result, nickel contained in the neutralized starch slurry can be effectively recovered. Specifically, by returning the neutralized starch slurry produced in the neutralization step S3 to the solid-liquid separation step S2 operated under low pH conditions, the water adhering to the neutralized starch is washed at the same time as the leachate residue is washed. It is possible to promote the dissolution of nickel hydroxide produced by the local reaction on the surface of the neutralized starch, and it is possible to reduce the nickel content that causes recovery loss. At the same time as nickel, a part of iron hydroxide is also redissolved, and a neutralizing agent may be required again to fix the leached trivalent iron ions. Therefore, from this point as well, it is desirable to reduce the amount of neutralized starch without oxidizing divalent iron ions.

中和工程S3における反応温度としては、50〜80℃程度とすることが好ましい。反応温度が50℃未満では、形成される3価の鉄イオンを含む中和澱物が微細となり、必要に応じてその中和澱物を循環させた固液分離工程S2における処理に悪影響を及ぼす。一方、反応温度が80℃を超えると、装置材料の耐食性の低下や加熱のためのエネルギーコストの増大を招く。 The reaction temperature in the neutralization step S3 is preferably about 50 to 80 ° C. If the reaction temperature is less than 50 ° C., the neutralized starch containing trivalent iron ions formed becomes fine, which adversely affects the treatment in the solid-liquid separation step S2 in which the neutralized starch is circulated as needed. .. On the other hand, if the reaction temperature exceeds 80 ° C., the corrosion resistance of the equipment material is lowered and the energy cost for heating is increased.

(硫化工程)
硫化工程S4では、中和工程S3において得られたニッケル回収用の母液である硫酸水溶液に硫化水素ガスを吹き込んで硫化反応を生じさせ、ニッケル硫化物と貧液とを生成する。母液とは、硫化工程で硫化反応させる前の硫酸水溶液、すなわち反応始液のことである。
(Sulfurization process)
In the sulfurization step S4, hydrogen sulfide gas is blown into the sulfuric acid aqueous solution which is the mother liquor for recovering nickel obtained in the neutralization step S3 to cause a sulfurization reaction, and nickel sulfide and a poor liquid are produced. The mother liquor is a sulfuric acid aqueous solution before the sulfurization reaction in the sulfurization step, that is, a reaction starting solution.

<2.発明者の知見>
上記硫化工程S4で用いられる硫化物の製造設備は、密閉状態で硫化水素ガスを使用し、運転時には反応ガスや反応液が外部に漏れない構造になっている。しかし、本発明者は、製造設備の停止時には、運転時と比べて設備内の状況が変わるため、環境に悪影響を与えるおそれのある流体(液、ガス)が、たとえば製造設備に付属する機器類の予期せぬ不具合(たとえば、弁の侵食など)に起因して、外部に漏れる可能性があることに気づいた。以下、具体例を挙げて説明する。
<2. Inventor's findings>
The sulfide production facility used in the sulfurization step S4 uses hydrogen sulfide gas in a sealed state, and has a structure in which the reaction gas and the reaction liquid do not leak to the outside during operation. However, the present inventor presents that when the manufacturing equipment is stopped, the conditions inside the equipment change compared to when the equipment is in operation, so that fluids (liquids, gases) that may adversely affect the environment are, for example, equipment attached to the manufacturing equipment. I noticed that it could leak to the outside due to an unexpected malfunction of the valve (for example, valve erosion). Hereinafter, a specific example will be described.

通常、硫化物の製造設備を停止する場合は、弁の閉動作により、液やガスの供給を停止(遮断)する。しかし、タンクや反応容器の内部にガスが残留し、配管の内部にもガスが残留する。この残留ガスは、製造設備に付属する弁が完全にシールされ、かつ弁の閉動作によって配管等の内部を密閉状態に保持することができれば、外部に漏れることはない。このため、残留ガスを除害装置で無害化してから外部に放出すれば特に問題はない。 Normally, when the sulfide production facility is stopped, the supply of liquid or gas is stopped (cut off) by closing the valve. However, gas remains inside the tank or reaction vessel, and gas remains inside the piping. This residual gas will not leak to the outside if the valve attached to the manufacturing equipment is completely sealed and the inside of the piping or the like can be kept in a closed state by the valve closing operation. Therefore, there is no particular problem if the residual gas is detoxified by a detoxifying device and then released to the outside.

しかし、製造設備の健全性が保たれていない場合には、製造設備の運転を停止すべく弁を閉じても、配管等の内部を密閉状態に保持できなくなる。たとえば、硫化反応のための反応容器と、その後の工程で用いられる容器(以下、「後工程容器」という。)とを配管で接続し、その配管の途中(反応容器の出口部分)に弁を取り付けている場合、弁のシール性が不完全であると、弁を閉じた後も、反応容器側から後工程容器側に向かって液が流れてしまう。そして、反応容器に液がなくなると、そこに残留していたガスも後工程容器側に流れてしまう。 However, if the soundness of the manufacturing equipment is not maintained, even if the valve is closed to stop the operation of the manufacturing equipment, the inside of the piping or the like cannot be kept in a sealed state. For example, the reaction vessel for the sulfurization reaction and the vessel used in the subsequent process (hereinafter referred to as "post-process vessel") are connected by a pipe, and a valve is inserted in the middle of the pipe (the outlet portion of the reaction vessel). When attached, if the sealing property of the valve is incomplete, the liquid will flow from the reaction vessel side to the post-process vessel side even after the valve is closed. Then, when the reaction vessel runs out of liquid, the gas remaining there also flows to the post-process vessel side.

その理由は、製造設備の運転中は、反応容器内が正圧で、後工程容器が負圧になっており、それらの差圧を利用して反応液を反応容器から後工程容器に送り出す仕組みになっているからである。すなわち、製造設備の運転を停止しても、上記の差圧が残っているため、反応容器内の液やガスが後工程容器側に自然に流れてしまう。特に、スラリーの流量を制御する弁は、侵食(エロージョン)によってシール性が低下していることがあり、そこで液の流れが止まらない場合がある。 The reason is that during the operation of the manufacturing equipment, the inside of the reaction vessel has a positive pressure and the post-process vessel has a negative pressure, and the reaction liquid is sent from the reaction vessel to the post-process vessel by using the differential pressure. Because it is. That is, even if the operation of the manufacturing equipment is stopped, the above-mentioned differential pressure remains, so that the liquid or gas in the reaction vessel naturally flows to the post-process vessel side. In particular, the valve that controls the flow rate of the slurry may have a reduced sealing property due to erosion, and the flow of the liquid may not stop there.

このように、製造設備の停止時には、通常の運転時とは異なる環境となるため、残留ガスが配管を通して流出するおそれがある。これに対して、除害装置を用いた排ガス処理は、弁の閉動作によって密閉状態に保持された反応容器や配管内の残留ガスを対象に行われる。このため、配管を通して後工程容器側に流出した残留ガスが、有害ガスとなって外部に放出されるおそれがある。そこで本発明者は、想定される様々な状況にあわせて個々に対策を施すのではなく、硫化物の製造設備に対し、システム的に多重の保護機能を持たせることが、流体漏れの抑制に非常に有効であるとの知見を得て、本発明を想到するに至った。 As described above, when the manufacturing equipment is stopped, the environment is different from that during normal operation, so that residual gas may flow out through the piping. On the other hand, the exhaust gas treatment using the abatement device is performed on the residual gas in the reaction vessel and the piping kept in a closed state by the closing operation of the valve. Therefore, the residual gas that has flowed out to the container side in the post-process through the piping may become harmful gas and be released to the outside. Therefore, the present inventor does not take individual measures according to various assumed situations, but gives the sulfide manufacturing equipment a systematic multiple protection function to suppress fluid leakage. The present invention was conceived after obtaining the finding that it is very effective.

<3.硫化物の製造設備>
続いて、本発明の実施形態に係る硫化物の製造設備について説明する。硫化物の製造設備は、上記硫化工程S4で用いられるもので、硫化反応のための反応容器を備える。以下に、硫化物の製造設備の構成を、反応容器入口側と反応容器出口側に分けて説明する。
<3. Sulfide manufacturing equipment>
Subsequently, the sulfide production facility according to the embodiment of the present invention will be described. The sulfide production facility is used in the sulfurization step S4 and includes a reaction vessel for the sulfurization reaction. The configuration of the sulfide production facility will be described below separately for the reaction vessel inlet side and the reaction vessel outlet side.

(3−1.反応容器入口側の構成)
図2は硫化物の製造設備が備える反応容器入口側の構成例を示す概略図である。
(3-1. Configuration on the inlet side of the reaction vessel)
FIG. 2 is a schematic view showing a configuration example on the inlet side of the reaction vessel provided in the sulfide production facility.

図2においては、硫化反応のための複数(図例では4つ)の反応容器1〜4が直列に接続されている。各々の反応容器1〜4には、図示しない硫化水素ガスの供給ラインが接続されている。 In FIG. 2, a plurality of (four in the example) reaction vessels 1 to 4 for the sulfurization reaction are connected in series. A hydrogen sulfide gas supply line (not shown) is connected to each of the reaction vessels 1 to 4.

4つの反応容器1〜4は、複数の配管5〜9を用いて接続されている。具体的には、4つの反応容器1〜4のうち、最上流に位置する反応容器1の入口に配管5が接続されている。反応容器1の入口は、硫化工程に反応始液を取り込むための取込口となる。反応容器1の排出口と反応容器2の導入口は配管6によって接続され、反応容器2の排出口と反応容器3の導入口は配管7によって接続されている。また、反応容器3の排出口と反応容器4の導入口は配管8によって接続され、最下流に位置する反応容器4の出口に配管9が接続されている。反応容器4の出口は、硫化工程で生成した反応終液を排出するための排出口となる。 The four reaction vessels 1 to 4 are connected by using a plurality of pipes 5 to 9. Specifically, of the four reaction vessels 1 to 4, the pipe 5 is connected to the inlet of the reaction vessel 1 located at the uppermost stream. The inlet of the reaction vessel 1 serves as an intake port for taking in the reaction starting liquid in the sulfurization step. The discharge port of the reaction vessel 1 and the inlet of the reaction vessel 2 are connected by a pipe 6, and the discharge port of the reaction vessel 2 and the inlet of the reaction vessel 3 are connected by a pipe 7. Further, the discharge port of the reaction vessel 3 and the introduction port of the reaction vessel 4 are connected by a pipe 8, and the pipe 9 is connected to the outlet of the reaction vessel 4 located at the most downstream. The outlet of the reaction vessel 4 serves as a discharge port for discharging the final reaction liquid produced in the sulfurization step.

反応容器1につながる配管5の端部には継手10が接続されている。継手10には、蒸気供給用の配管11と、母液供給用の配管12が接続されている。配管11の途中には、コントロール弁14と遮断弁15が設置されてている。コントロール弁14は、加熱用の蒸気の流量を制御するための弁であり、遮断弁15は、蒸気の供給ラインを遮断するための弁である。また、配管12の途中には、コントロール弁16が設置されている。コントロール弁16は、母液の供給ラインを遮断するための弁である。一例として、コントロール弁14はグローブ弁によって構成され、遮断弁15はゲート弁によって構成され、コントロール弁16はバタフライ弁によって構成される。また、コントロール弁16の前後には、バタフライ式の手動遮断弁とゲート式の手動遮断弁が設置されている。 A joint 10 is connected to the end of the pipe 5 connected to the reaction vessel 1. A pipe 11 for supplying steam and a pipe 12 for supplying mother liquor are connected to the joint 10. A control valve 14 and a shutoff valve 15 are installed in the middle of the pipe 11. The control valve 14 is a valve for controlling the flow rate of steam for heating, and the shutoff valve 15 is a valve for shutting off the steam supply line. Further, a control valve 16 is installed in the middle of the pipe 12. The control valve 16 is a valve for shutting off the supply line of the mother liquor. As an example, the control valve 14 is composed of a globe valve, the shutoff valve 15 is composed of a gate valve, and the control valve 16 is composed of a butterfly valve. Further, before and after the control valve 16, a butterfly type manual shutoff valve and a gate type manual shutoff valve are installed.

本明細書において「遮断弁」とは、緊急時などに配管内の流体の流通を遮断するための弁をいう。遮断弁には、高い密閉性能と信頼性が要求される。通常の運転時は遮断弁が開いた状態に保持される。 In the present specification, the "shutoff valve" means a valve for shutting off the flow of fluid in a pipe in an emergency or the like. The shutoff valve is required to have high sealing performance and reliability. During normal operation, the shutoff valve is kept open.

一方、反応容器4につながる配管9の途中には遮断弁21が設置されている。遮断弁21は、後述するコントロール弁22および遮断弁23と共に、配管9の途中に設置されている。 On the other hand, a shutoff valve 21 is installed in the middle of the pipe 9 connected to the reaction vessel 4. The shutoff valve 21 is installed in the middle of the pipe 9 together with the control valve 22 and the shutoff valve 23 described later.

上記の構成においては、配管11を通して供給される蒸気と配管12を通して供給される反応始液が、共通の配管5を通して反応容器4に供給される。また、反応容器4には、図示しない供給ラインを通して硫化水素ガスが供給される。反応容器1の内部では、反応始液として供給された硫酸水溶液に硫化水素ガスを吹き込むことにより、硫化反応を生じさせる。 In the above configuration, the steam supplied through the pipe 11 and the reaction starting liquid supplied through the pipe 12 are supplied to the reaction vessel 4 through the common pipe 5. Further, hydrogen sulfide gas is supplied to the reaction vessel 4 through a supply line (not shown). Inside the reaction vessel 1, a sulfurization reaction is caused by blowing hydrogen sulfide gas into the sulfuric acid aqueous solution supplied as the reaction starting liquid.

その後、硫酸水溶液は、反応容器1から配管6を通して反応容器2に送られた後、反応容器2から配管7を通して反応容器3に送られる。さらに、硫酸水溶液は、反応容器3から配管8を通して反応容器4に送られ。その際、硫酸水溶液に対する硫化水素ガスの吹き込みは、他の反応容器2〜4でも同様に行われる。このため、硫酸水溶液のニッケル品位は、最上流の反応容器1から最下流の反応容器4へと移動する過程で徐々に高くなる。硫化工程で4つの反応容器1〜4を用いて硫化反応させた後の反応終液は、反応容器4から配管9を通して後工程容器31(後述)に送られる。 Then, the sulfuric acid aqueous solution is sent from the reaction vessel 1 to the reaction vessel 2 through the pipe 6, and then sent from the reaction vessel 2 to the reaction vessel 3 through the pipe 7. Further, the sulfuric acid aqueous solution is sent from the reaction vessel 3 to the reaction vessel 4 through the pipe 8. At that time, the hydrogen sulfide gas is blown into the sulfuric acid aqueous solution in the same manner in the other reaction vessels 2 to 4. Therefore, the nickel grade of the sulfuric acid aqueous solution gradually increases in the process of moving from the most upstream reaction vessel 1 to the most downstream reaction vessel 4. The final reaction liquid after the sulfide reaction using the four reaction vessels 1 to 4 in the sulfide step is sent from the reaction vessel 4 to the post-process vessel 31 (described later) through the pipe 9.

(3−2.反応容器出口側の構成)
図3は硫化物の製造設備が備える反応容器出口側の構成例を示す概略図である。
(3-2. Configuration on the outlet side of the reaction vessel)
FIG. 3 is a schematic view showing a configuration example on the outlet side of the reaction vessel provided in the sulfide production facility.

図3においては、反応容器4と後工程容器31とが配管9を介して接続され、この配管9の途中に遮断弁21、コントロール弁22および遮断弁23が設置されている。このようにコントロール弁22を間に挟むように2つの遮断弁21,23を設置すれば、たとえば、メンテナンス等を行う際に、遮断弁21,23を閉じて管路を遮断することにより、コントロール弁22を取り外すことが可能となる。なお、一例として、遮断弁21はゲート弁によって構成され、コントロール弁22はボール弁によって構成される。また、遮断弁23は、好ましくは、ボール弁によって構成される。 In FIG. 3, the reaction vessel 4 and the post-process vessel 31 are connected via a pipe 9, and a shutoff valve 21, a control valve 22, and a shutoff valve 23 are installed in the middle of the pipe 9. If two shutoff valves 21 and 23 are installed so as to sandwich the control valve 22 in this way, for example, when performing maintenance or the like, the shutoff valves 21 and 23 are closed to shut off the pipeline for control. The valve 22 can be removed. As an example, the shutoff valve 21 is composed of a gate valve, and the control valve 22 is composed of a ball valve. Further, the shutoff valve 23 is preferably composed of a ball valve.

(ボール弁の構造)
ボール弁は、図示しないボール状の弁体と、円環状のシート弁座とを有する。遮断弁23をボール弁によって構成する場合は、弁体およびシート弁座の各々が炭化タングステンで被覆されていることが好ましい。また、ボール弁を駆動するアクチュエータを有する場合、このアクチュエータは油圧式アクチュエータであることが好ましい。
(Structure of ball valve)
The ball valve has a ball-shaped valve body (not shown) and an annular seat valve seat. When the shutoff valve 23 is composed of a ball valve, it is preferable that each of the valve body and the seat valve seat is coated with tungsten carbide. Further, when the actuator for driving the ball valve is provided, this actuator is preferably a hydraulic actuator.

ここで、後工程容器31は、垂直方向(鉛直方向)において反応容器4よりも高い位置に配置され、これらの容器の高低差に応じて配管9に立ち上がり部9aが形成されている。立ち上がり部9aは、配管9の一部を立ち上げて形成されている。水平面を基準にした立ち上がり部9aの立ち上がり角度は、好ましくは70度以上110度以下であり、より好ましくは80度以上100度以下である。 Here, the post-process container 31 is arranged at a position higher than the reaction container 4 in the vertical direction (vertical direction), and a rising portion 9a is formed in the pipe 9 according to the height difference of these containers. The rising portion 9a is formed by raising a part of the pipe 9. The rising angle of the rising portion 9a with respect to the horizontal plane is preferably 70 degrees or more and 110 degrees or less, and more preferably 80 degrees or more and 100 degrees or less.

反応容器4から後工程容器31に至る配管9の長さ方向において、遮断弁21とコントロール弁22は、反応容器4の出口部分から立ち上がり部9aの下端部までの区間に設置されている。遮断弁21は、コントロール弁22よりも反応容器4に近い側、すなわち上流側に設置されている。 In the length direction of the pipe 9 from the reaction vessel 4 to the post-process vessel 31, the shutoff valve 21 and the control valve 22 are installed in a section from the outlet portion of the reaction vessel 4 to the lower end portion of the rising portion 9a. The shutoff valve 21 is installed on the side closer to the reaction vessel 4, that is, on the upstream side than the control valve 22.

これに対し、遮断弁23は、コントロール弁22よりも下流側に設置されている。具体的には、遮断弁23は、配管9の立ち上がり部9aに設置されている。遮断弁23は、好ましくは、停止時にスラリーが弁体内に沈降しない状態になる垂直部(高さ)に設置するとよい。 On the other hand, the shutoff valve 23 is installed on the downstream side of the control valve 22. Specifically, the shutoff valve 23 is installed at the rising portion 9a of the pipe 9. The shutoff valve 23 is preferably installed in a vertical portion (height) where the slurry does not settle in the valve body when stopped.

後工程容器31には、配管17とともに、ガス導入部32が接続されている。配管17は、後工程容器31の下部(底部)に接続されている。配管17は、反応容器4から配管9を通して送られた反応終液を次の工程に送るためのものである。ガス導入部32は、後工程容器31に対して不活性ガスを導入可能な構成になっている。図3においては、不活性ガスとして窒素ガス(N)を例示している。 A gas introduction unit 32 is connected to the post-process container 31 together with the pipe 17. The pipe 17 is connected to the lower part (bottom) of the post-process container 31. The pipe 17 is for sending the final reaction liquid sent from the reaction vessel 4 through the pipe 9 to the next step. The gas introduction unit 32 is configured so that the inert gas can be introduced into the post-process container 31. In FIG. 3, nitrogen gas (N 2 ) is illustrated as the inert gas.

ガス導入部32は、図示しないガス供給源から圧送される不活性ガスを通す配管33と、この配管33が接続された中継用の配管34と、この配管34が接続された循環用の配管35と、配管33の途中に設置されたオンオフ弁36と、配管35の途中に設置された水冷器37と、を備える。配管35の一端は後工程容器31の上部(頂部)に接続され、他端は配管17の途中に接続されている。オンオフ弁36は、たとえばグローブ弁によって構成される。水冷器37は、水冷用の媒体(水など)の循環により配管35を冷却する。 The gas introduction unit 32 includes a pipe 33 through which an inert gas pumped from a gas supply source (not shown) is passed, a relay pipe 34 to which the pipe 33 is connected, and a circulation pipe 35 to which the pipe 34 is connected. And an on / off valve 36 installed in the middle of the pipe 33, and a water cooler 37 installed in the middle of the pipe 35. One end of the pipe 35 is connected to the upper part (top) of the post-process container 31, and the other end is connected in the middle of the pipe 17. The on / off valve 36 is composed of, for example, a globe valve. The water cooler 37 cools the pipe 35 by circulating a medium (water or the like) for water cooling.

オンオフ弁36は、製造設備の運転時には閉止された状態に保持され、停止時あるいは停止後には所定の条件を満たす場合に開放される。実際にオンオフ弁36を開いた場合は、配管33を通して送られる不活性ガスが、配管34,35を通して後工程容器31内に供給される。 The on / off valve 36 is held in a closed state during the operation of the manufacturing equipment, and is opened when a predetermined condition is satisfied during the stop or after the stop. When the on / off valve 36 is actually opened, the inert gas sent through the pipe 33 is supplied into the post-process container 31 through the pipes 34 and 35.

一方、反応容器4には液位計38aと圧力計38bが付属し、後工程容器31には圧力計39が付属している。液位計38aは、反応容器4内の硫酸水溶液の液面高さを計測するものである。圧力計38bは、反応容器4内の圧力を計測するもので、「第1の圧力計」に相当する。圧力計39は、後工程容器31内の圧力を計測するもので、「第2の圧力計」に相当する。 On the other hand, the reaction vessel 4 is attached with a liquid level gauge 38a and a pressure gauge 38b, and the post-process vessel 31 is attached with a pressure gauge 39. The liquid level gauge 38a measures the liquid level height of the sulfuric acid aqueous solution in the reaction vessel 4. The pressure gauge 38b measures the pressure in the reaction vessel 4 and corresponds to the "first pressure gauge". The pressure gauge 39 measures the pressure in the post-process container 31 and corresponds to a “second pressure gauge”.

製造設備の運転時は、反応容器4における硫酸水溶液の液面高さを液位計38aによって計測し、この計測結果に基づいて硫酸水溶液の供給量を制御する。また、製造設備の運転を停止する場合は、コントロール弁16の閉止によって硫酸水溶液の供給を停止するが、反応容器4の内部は空にならずに所定量の硫酸水溶液が残る。 During operation of the manufacturing equipment, the liquid level height of the sulfuric acid aqueous solution in the reaction vessel 4 is measured by the liquid level gauge 38a, and the supply amount of the sulfuric acid aqueous solution is controlled based on the measurement result. When the operation of the manufacturing equipment is stopped, the supply of the sulfuric acid aqueous solution is stopped by closing the control valve 16, but the inside of the reaction vessel 4 is not emptied and a predetermined amount of the sulfuric acid aqueous solution remains.

(3−3.制御系の構成)
図4は本発明の実施形態に係る硫化物の製造設備に適用される制御系の構成例を示す機能ブロック図である。ここでは一例として、弁の開閉操作を自動で行うものとする。
(3-3. Configuration of control system)
FIG. 4 is a functional block diagram showing a configuration example of a control system applied to the sulfide production facility according to the embodiment of the present invention. Here, as an example, it is assumed that the valve opening / closing operation is automatically performed.

図4において、制御部40は、硫化物の製造設備に設けられた各々の弁の動作を制御するものである。制御部40は、複数の入力端子と複数の出力端子を備える。制御部40の入力端子側には、液位計38a、圧力計38b、圧力計39が接続されている。制御部40の出力端子側には、コントロール弁14、遮断弁15、コントロール弁16、遮断弁21、コントロール弁22、遮断弁23、オンオフ弁36が接続されている。 In FIG. 4, the control unit 40 controls the operation of each valve provided in the sulfide production facility. The control unit 40 includes a plurality of input terminals and a plurality of output terminals. A liquid level gauge 38a, a pressure gauge 38b, and a pressure gauge 39 are connected to the input terminal side of the control unit 40. A control valve 14, a shutoff valve 15, a control valve 16, a shutoff valve 21, a control valve 22, a shutoff valve 23, and an on / off valve 36 are connected to the output terminal side of the control unit 40.

(3−4.制御系の処理動作)
制御部40の出力端子側に接続された各々の弁の動作状態(開閉状態、開度など)は、制御部40の処理動作によって以下のように制御される。
(3-4. Control system processing operation)
The operating state (opening / closing state, opening degree, etc.) of each valve connected to the output terminal side of the control unit 40 is controlled as follows by the processing operation of the control unit 40.

まず、通常の運転時は、オンオフ弁36を除く、他の弁がすべて開状態になる。これに対し、製造設備の運転を停止する場合は、反応容器入口側と反応容器出口側で、それぞれ以下のように弁を閉じる。 First, during normal operation, all the other valves except the on / off valve 36 are in the open state. On the other hand, when the operation of the manufacturing equipment is stopped, the valves are closed on the reaction vessel inlet side and the reaction vessel outlet side as follows.

まず、反応容器入口側においては、コントロール弁14と遮断弁15を同時に閉止するとともに、コントロール弁16を閉止する。これにより、蒸気と反応始液の供給が停止する。このとき、配管11は、コントロール弁14と遮断弁15による二重の弁で閉止される。このため、蒸気ラインにおいて温度が下がった場合でも、流体の逆流が二重の弁によって抑制される。なお、反応始液の供給ラインについては、配管12と反応始液用のタンク(不図示)が液で満たされているため、流体が逆流するおそれはない。 First, on the inlet side of the reaction vessel, the control valve 14 and the shutoff valve 15 are closed at the same time, and the control valve 16 is closed. As a result, the supply of steam and the reaction starting liquid is stopped. At this time, the pipe 11 is closed by a double valve consisting of a control valve 14 and a shutoff valve 15. Therefore, even when the temperature drops in the steam line, the backflow of fluid is suppressed by the double valve. Regarding the reaction starting liquid supply line, since the pipe 12 and the reaction starting liquid tank (not shown) are filled with the liquid, there is no possibility that the fluid will flow back.

一方、反応容器出口側においては、最初にコントロール弁22を閉止した後、下流側の遮断弁23を閉止し、続いて上流側の遮断弁21を閉止する。これにより、配管9は、二重の遮断弁21,23で閉止され、コントロール弁22を含めると三重の弁で閉止される。また、コントロール弁22の上流側は遮断弁21で遮断され、コントロール弁22の下流側は遮断弁23で遮断される。つまり、反応容器4と後工程容器31との間で配管9内の流体の流通が、二重の遮断弁21,23によって遮断される。 On the other hand, on the outlet side of the reaction vessel, the control valve 22 is closed first, then the shutoff valve 23 on the downstream side is closed, and then the shutoff valve 21 on the upstream side is closed. As a result, the pipe 9 is closed by the double shutoff valves 21 and 23, and when the control valve 22 is included, the pipe 9 is closed by the triple valve. Further, the upstream side of the control valve 22 is shut off by the shutoff valve 21, and the downstream side of the control valve 22 is shut off by the shutoff valve 23. That is, the flow of the fluid in the pipe 9 between the reaction vessel 4 and the post-process vessel 31 is blocked by the double shutoff valves 21 and 23.

また、制御部40は、製造設備の運転を停止した後、後工程容器31に不活性ガスを導入すべくガス導入部32を制御する。不活性ガスの導入は、ガス導入部32が有するオンオフ弁36を開けることにより行われる。オンオフ弁36は、運転を停止した状況下で、予め設定された条件(以下、「所定の条件」という。)を満たす場合に、制御部40によって開けられる。 Further, the control unit 40 controls the gas introduction unit 32 in order to introduce the inert gas into the post-process container 31 after stopping the operation of the manufacturing equipment. The introduction of the inert gas is performed by opening the on / off valve 36 of the gas introduction unit 32. The on / off valve 36 is opened by the control unit 40 when the operation is stopped and a preset condition (hereinafter, referred to as “predetermined condition”) is satisfied.

上記所定の条件は、主に2つある。第1の条件は、圧力計38bが計測する反応容器4内の圧力P1と圧力計39が計測する後工程容器31内の圧力P2とが、P1>P2の関係を満たす場合である。製造設備の運転時(運転中)は、反応容器4内の圧力が大気圧に保持され、後工程容器31の圧力が大気圧よりも低い圧力(真空圧)に保持される。このため、製造設備の運転を停止した直後は、P1>P2の関係を満たす。 There are mainly two of the above-mentioned predetermined conditions. The first condition is a case where the pressure P1 in the reaction vessel 4 measured by the pressure gauge 38b and the pressure P2 in the post-process vessel 31 measured by the pressure gauge 39 satisfy the relationship of P1> P2. During operation (during operation) of the manufacturing facility, the pressure in the reaction vessel 4 is maintained at atmospheric pressure, and the pressure in the post-process vessel 31 is maintained at a pressure lower than atmospheric pressure (vacuum pressure). Therefore, immediately after the operation of the manufacturing equipment is stopped, the relationship of P1> P2 is satisfied.

第2の条件は、液位計38aが計測する反応容器4内の液面高さが経時的に低下する場合である。反応容器4内の液面高さが経時的に変化する場合とは、配管9に設置された3つの弁(21,22,23)をすべて閉止したにもかかわらず、弁の故障や侵食などが原因で配管9の内部を流体が流れ続け、反応容器4に残っている硫酸水溶液の液量が時間の経過と共に徐々に減っていく場合である。この現象を放置すると、反応容器4内の液面高さが予め設定された所定高さ(本来の液圧送停止位置)以下の条件で、さらに下がり続けることになる。 The second condition is a case where the liquid level height in the reaction vessel 4 measured by the liquid level gauge 38a decreases with time. When the liquid level in the reaction vessel 4 changes with time, there is a valve failure or erosion even though all three valves (21, 22, 23) installed in the pipe 9 are closed. This is a case where the fluid continues to flow inside the pipe 9 and the amount of the sulfuric acid aqueous solution remaining in the reaction vessel 4 gradually decreases with the passage of time. If this phenomenon is left unattended, the liquid level in the reaction vessel 4 will continue to decrease under the condition of a preset height (original liquid pressure feeding stop position) or less.

制御部40は、上述した2つの条件のうち少なくとも一方の条件を満たす場合に、後工程容器31に不活性ガスを導入すべくオンオフ弁36を開ける。 The control unit 40 opens the on / off valve 36 in order to introduce the inert gas into the post-process container 31 when at least one of the above two conditions is satisfied.

これにより、配管33を通して供給される不活性ガスが、配管34,35を通して後工程容器31に導入される。このため、たとえば、製造設備の運転時に、反応容器4内の圧力が大気圧に保持され、後工程容器31の圧力が大気圧よりも低い圧力(真空圧)に保持されていた場合は、不活性ガスの導入によって後工程容器31内の圧力が次第に上昇する。その結果、反応容器4と後工程容器31の圧力差(各容器の内圧の差)が小さくなる。 As a result, the inert gas supplied through the pipe 33 is introduced into the post-process container 31 through the pipes 34 and 35. Therefore, for example, when the pressure in the reaction vessel 4 is held at atmospheric pressure and the pressure in the post-process vessel 31 is held at a pressure lower than the atmospheric pressure (vacuum pressure) during operation of the manufacturing facility, it is not possible. The pressure inside the post-process container 31 gradually increases due to the introduction of the active gas. As a result, the pressure difference between the reaction vessel 4 and the post-process vessel 31 (difference in internal pressure of each vessel) becomes small.

また、制御部40は、オンオフ弁36の開度を調整することにより、反応容器4内の圧力P1と後工程容器31内の圧力P2との差(P1−P2)が0kPa以下となるように、後工程容器31内の圧力を大気圧程度まで回復させる。ここで記述する「差(P1−P2)が0kPa以下」には、「P1=P2の場合」と「P1<P2の場合(P1−P2の値がマイナスになる場合)」の両方が含まれる。 Further, the control unit 40 adjusts the opening degree of the on / off valve 36 so that the difference (P1-P2) between the pressure P1 in the reaction vessel 4 and the pressure P2 in the post-process vessel 31 becomes 0 kPa or less. , The pressure in the post-process container 31 is restored to about atmospheric pressure. The "difference (P1-P2) of 0 kPa or less" described here includes both "when P1 = P2" and "when P1 <P2 (when the value of P1-P2 becomes negative)". ..

<4.実施形態の効果>
本発明の実施形態においては、反応容器4の出口に接続された配管9の途中に遮断弁21と遮断弁23を設置している。このため、製造設備の運転を停止した場合に、各々の遮断弁21,23を閉止することにより、配管9内の流体の流通を二重の弁によって遮断することができる。したがって、硫化物の製造設備において外部への流体漏れをより高い確度で抑制することが可能となる。
<4. Effect of embodiment>
In the embodiment of the present invention, the shutoff valve 21 and the shutoff valve 23 are installed in the middle of the pipe 9 connected to the outlet of the reaction vessel 4. Therefore, when the operation of the manufacturing equipment is stopped, the flow of the fluid in the pipe 9 can be shut off by the double valve by closing the respective shutoff valves 21 and 23. Therefore, it is possible to suppress fluid leakage to the outside with higher accuracy in the sulfide production facility.

本発明の実施形態においては、配管9に設置された2つの遮断弁21,23のうち、少なくとも最下流に設置された遮断弁23を、相対的に遮断性が高いボール弁で構成している。このため、遮断弁23の下流側への流体の流出をより確実に遮断することができる。また、ボール弁を駆動するアクチュエータを油圧アクチュエータとすれば、より強いトルクでボール弁を開閉(回転)動作させることができる。このため、高い遮断性と密閉性をもって配管9を閉止することができる。さらに、遮断弁23をボール弁で構成する場合、その弁体とシート弁座を炭化タングステンで被覆した構成とすれば、侵食による遮蔽性能の劣化を抑制することができる。 In the embodiment of the present invention, of the two shutoff valves 21 and 23 installed in the pipe 9, at least the shutoff valve 23 installed at the most downstream side is composed of a ball valve having a relatively high shutoff property. .. Therefore, the outflow of the fluid to the downstream side of the shutoff valve 23 can be shut off more reliably. Further, if the actuator that drives the ball valve is a hydraulic actuator, the ball valve can be opened / closed (rotated) with a stronger torque. Therefore, the pipe 9 can be closed with high blocking property and airtightness. Further, when the shutoff valve 23 is composed of a ball valve, if the valve body and the seat valve seat are coated with tungsten carbide, deterioration of the shielding performance due to erosion can be suppressed.

本発明の実施形態においては、配管9の立ち上がり部9aに遮断弁23を設置している。配管9の内部を流れるスラリーは、配管9の水平部分では重力の影響で片寄った状態になるが、配管9の立ち上がり部9aでは片寄りなく流れる。このため、配管9の立ち上がり部9aに遮断弁23を設置すれば、スラリーの片寄りがない、またはその度合が少ない状態で配管9を閉止することができる。これにより、スラリーは、配管9の立ち上がり部9aに設置した遮断弁23には沈降せず、それよりも下側に沈降するため、遮断弁23によるスラリーの噛み込みが抑制される。したがって、遮断弁23が損傷するリスクが低減し、設備の健全性を保つことができる。 In the embodiment of the present invention, the shutoff valve 23 is installed at the rising portion 9a of the pipe 9. The slurry flowing inside the pipe 9 is in a biased state due to the influence of gravity in the horizontal portion of the pipe 9, but flows without bias in the rising portion 9a of the pipe 9. Therefore, if the shutoff valve 23 is installed at the rising portion 9a of the pipe 9, the pipe 9 can be closed with no deviation of the slurry or a small degree of the slurry. As a result, the slurry does not settle on the shutoff valve 23 installed at the rising portion 9a of the pipe 9, but settles below the shutoff valve 23, so that the slurry is suppressed from being caught by the shutoff valve 23. Therefore, the risk of damage to the shutoff valve 23 is reduced, and the soundness of the equipment can be maintained.

本発明の実施形態においては、硫化物の製造設備の運転を停止した場合に、制御部40が、後工程容器31に不活性ガスを導入するようにガス導入部32を制御する構成を採用している。これにより、3つの弁(21,22,23)をすべて閉じたときに、何らかの理由(たとえば、弁の故障や腐食など)で配管9内の流体の流通が完全に遮断されない場合でも、後工程容器31側への流体の流出を抑制することができる。 In the embodiment of the present invention, when the operation of the sulfide production facility is stopped, the control unit 40 controls the gas introduction unit 32 so as to introduce the inert gas into the post-process container 31. ing. As a result, when all three valves (21, 22, 23) are closed, even if the flow of fluid in the pipe 9 is not completely blocked for some reason (for example, valve failure or corrosion), the post-process The outflow of fluid to the container 31 side can be suppressed.

本発明の実施形態においては、圧力計38bが計測する反応容器4内の圧力P1と圧力計39が計測する後工程容器31内の圧力P2とが、P1>P2の関係を満たす場合に、後工程容器31に不活性ガスを導入する構成を採用している。これにより、反応容器4と後工程容器31の圧力差による流体の流出を抑制することができる。 In the embodiment of the present invention, when the pressure P1 in the reaction vessel 4 measured by the pressure gauge 38b and the pressure P2 in the post-process vessel 31 measured by the pressure gauge 39 satisfy the relationship of P1> P2, the latter A configuration is adopted in which an inert gas is introduced into the process container 31. As a result, the outflow of fluid due to the pressure difference between the reaction vessel 4 and the post-process vessel 31 can be suppressed.

本発明の実施形態においては、液位計38aが計測する反応容器4内の液面高さが経時的に変化する場合に、後工程容器31に不活性ガスを導入する構成を採用している。これにより、弁の故障、腐食などが原因で、弁を閉止した後にも反応容器4側から後工程容器31側への流体の流れがある場合に、その流れを抑制することができる。 In the embodiment of the present invention, when the liquid level in the reaction vessel 4 measured by the liquid level gauge 38a changes with time, an inert gas is introduced into the post-process vessel 31. .. As a result, if there is a fluid flow from the reaction vessel 4 side to the post-process vessel 31 side even after the valve is closed due to valve failure, corrosion, or the like, the flow can be suppressed.

<5.変形例等>
本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
<5. Deformation example, etc.>
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but also includes a form in which various changes and improvements are made to the extent that a specific effect obtained by the constituent requirements of the invention and the combination thereof can be derived.

たとえば、上記実施形態においては、配管9の途中に2つの遮断弁21,23を設置したが、これに限らず、3つ以上の遮断弁を設置してもよい。なお、「多重」とは二重以上を意味し、たとえば、遮断弁を二重で設置する場合は遮断弁の数が2つ、三重で設置する場合は3つになる。 For example, in the above embodiment, two shutoff valves 21 and 23 are installed in the middle of the pipe 9, but the present invention is not limited to this, and three or more shutoff valves may be installed. In addition, "multiplex" means more than double, for example, the number of shutoff valves is two when the shutoff valves are installed in duplicate, and three when the shutoff valves are installed in triplet.

上記実施形態においては、配管9の途中に設置された2つの遮断弁21,23のうち、最下流の遮断弁23だけをボール弁で構成したが、これに限らず、両方の遮断弁21,23を共にボール弁で構成してもよい。また、配管11上の遮断弁15をボール弁で構成してもよい。 In the above embodiment, of the two shutoff valves 21 and 23 installed in the middle of the pipe 9, only the most downstream shutoff valve 23 is composed of a ball valve, but the present invention is not limited to this, and both shutoff valves 21 and Both 23 may be composed of ball valves. Further, the shutoff valve 15 on the pipe 11 may be formed of a ball valve.

上記実施形態においては、製造設備の運転を停止した場合に、圧力計38b,39の計測結果に基づいてガス導入部32(オンオフ弁36)を制御する機能と、液位計38aの計測結果に基づいてガス導入部32を制御する機能の両方を制御部40が備える構成としたが、いずれか一方の制御機能のみを備える構成であってもよい。 In the above embodiment, when the operation of the manufacturing equipment is stopped, the function of controlling the gas introduction unit 32 (on / off valve 36) based on the measurement results of the pressure gauges 38b and 39 and the measurement result of the liquid level gauge 38a are obtained. Based on this, the control unit 40 has both the functions of controlling the gas introduction unit 32, but the control unit 40 may have only one of the control functions.

上記実施形態においては、弁の開閉操作を自動で行う場合について説明したが、これに限らず、一部の弁またはすべての弁の開閉操作を手動で行う構成を採用することも可能である。 In the above embodiment, the case where the valve opening / closing operation is automatically performed has been described, but the present invention is not limited to this, and a configuration in which some valves or all valves are manually opened / closed can be adopted.

1〜4…反応容器
5〜9…配管
14,22…コントロール弁
15,16,21,23…遮断弁
32…ガス導入部
38a…液位計
38b,39…圧力計
40…制御部
1 to 4 ... Reaction vessel 5 to 9 ... Piping 14, 22 ... Control valve 15, 16, 21, 23 ... Shutoff valve 32 ... Gas introduction unit 38a ... Liquid level gauge 38b, 39 ... Pressure gauge 40 ... Control unit

Claims (8)

ニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する高圧酸浸出法に基づく湿式製錬方法において、ニッケルを含む硫酸水溶液に硫化水素ガスを吹き込み、ニッケルを含む硫化物と貧液とを生成する硫化反応を行う硫化工程に用いられる硫化物の製造設備であって、
前記硫化反応のための反応容器と、
前記反応容器よりも垂直方向の高い位置に配置された後工程容器と、
前記反応容器の出口と前記後工程容器とを接続し、前記反応容器から前記後工程容器側に反応液、スラリーおよび残留ガスが流れる配管と、
前記配管の途中に多重で設置された複数の遮断弁と、
を備え
前記配管は、前記反応容器と前記後工程容器の高低差に応じて当該配管の一部を立ち上げて形成された立ち上がり部を含み、
前記複数の遮断弁のうち少なくともいずれか1つは、前記立ち上がり部におけるスラリーが弁体内に沈降しない状態になる高さに設置されている
硫化物の製造設備。
In a hydrometallurgy method based on the high-pressure acid leaching method that recovers nickel from nickel oxide ore, a sulfurization step in which hydrogen sulfide gas is blown into a sulfuric acid aqueous solution containing nickel to carry out a sulfurization reaction that produces sulfide containing nickel and a poor liquid. It is a sulfide production facility used in
The reaction vessel for the sulfurization reaction and
A post-process vessel arranged at a higher position in the vertical direction than the reaction vessel,
A pipe that connects the outlet of the reaction vessel and the post-process vessel, and allows the reaction liquid, slurry, and residual gas to flow from the reaction vessel to the post-process vessel side.
Multiple shut-off valves installed in the middle of the piping,
Equipped with a,
The pipe includes a rising portion formed by raising a part of the pipe according to the height difference between the reaction vessel and the post-process vessel.
At least one of the plurality of shutoff valves is a sulfide production facility installed at a height at which the slurry at the rising portion does not settle in the valve body.
前記複数の遮断弁のうち、少なくとも最下流に設置された遮断弁がボール弁である
請求項1に記載の硫化物の製造設備。
The sulfide production facility according to claim 1, wherein the shutoff valve installed at least on the most downstream side of the plurality of shutoff valves is a ball valve.
前記ボール弁を駆動するアクチュエータを有し、
前記アクチュエータが油圧式アクチュエータである
請求項2に記載の硫化物の製造設備。
It has an actuator that drives the ball valve and has an actuator.
The sulfide manufacturing equipment according to claim 2, wherein the actuator is a hydraulic actuator.
前記ボール弁は、ボール状の弁体と、円環状のシート弁座とを有し、前記弁体および前記シート弁座の各々が炭化タングステンで被覆されている
請求項2または3に記載の硫化物の製造設備。
The sulfurization according to claim 2 or 3, wherein the ball valve has a ball-shaped valve body and an annular seat valve seat, and each of the valve body and the seat valve seat is coated with tungsten carbide. Manufacturing equipment for goods.
前記反応容器と前記配管を介して接続される後工程容器に不活性ガスを導入するためのガス導入部と、
前記硫化物の製造設備の運転を停止した後、前記後工程容器に前記不活性ガスを導入すべく前記ガス導入部を制御する制御部と、
を備える請求項1〜のいずれか1項に記載の硫化物の製造設備。
A gas introduction section for introducing the inert gas into the reaction vessel and the post-process vessel connected via the pipe,
After stopping the operation of the sulfide production facility, a control unit that controls the gas introduction unit to introduce the inert gas into the post-process container, and a control unit.
The sulfide production facility according to any one of claims 1 to 4.
前記反応容器内の圧力を計測する第1の圧力計と、
前記後工程容器内の圧力を計測する第2の圧力計と、を備え、
前記制御部は、前記第1の圧力計が計測する前記反応容器内の圧力P1と前記第2の圧力計が計測する前記後工程容器内の圧力P2とが、P1>P2の関係を満たす場合に、前記後工程容器に前記不活性ガスを導入すべく前記ガス導入部を制御する
請求項に記載の硫化物の製造設備。
A first pressure gauge that measures the pressure inside the reaction vessel, and
A second pressure gauge for measuring the pressure in the post-process container is provided.
In the control unit, when the pressure P1 in the reaction vessel measured by the first pressure gauge and the pressure P2 in the post-process vessel measured by the second pressure gauge satisfy the relationship of P1> P2. The sulfide production facility according to claim 5 , wherein the gas introduction unit is controlled to introduce the inert gas into the post-process container.
前記反応容器内の液面高さを計測する液位計を備え、
前記制御部は、前記液位計が計測する前記反応容器内の液面高さが経時的に低下する場合に、前記後工程容器に前記不活性ガスを導入すべく前記ガス導入部を制御する
請求項に記載の硫化物の製造設備。
A liquid level meter for measuring the liquid level in the reaction vessel is provided.
The control unit controls the gas introduction unit to introduce the inert gas into the post-process container when the liquid level height in the reaction vessel measured by the liquid level gauge decreases with time. The sulfide production facility according to claim 5.
前記制御部は、前記第1の圧力計が計測する前記反応容器内の圧力P1と前記第2の圧力計が計測する前記後工程容器内の圧力P2との差(P1−P2)が、0kPa以下となるように前記ガス導入部を制御する
請求項に記載の硫化物の製造設備。
In the control unit, the difference (P1-P2) between the pressure P1 in the reaction vessel measured by the first pressure gauge and the pressure P2 in the post-process vessel measured by the second pressure gauge is 0 kPa. The sulfide production facility according to claim 6 , wherein the gas introduction unit is controlled so as to be as follows.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5171613A (en) * 1990-09-21 1992-12-15 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Apparatus and methods for application of coatings with supercritical fluids as diluents by spraying from an orifice
JP3007045B2 (en) * 1996-07-09 2000-02-07 株式会社北浦製作所 Consolidated water pipe facility
JP2004332422A (en) * 2003-05-09 2004-11-25 Inax Corp Bath water using system
JP2007232279A (en) * 2006-03-01 2007-09-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Latent heat recovery condensation tank
JP5226277B2 (en) * 2007-07-13 2013-07-03 オリンパス株式会社 Fuel cell power supply
US8568536B2 (en) * 2009-12-18 2013-10-29 Caterpillar Inc. Filter cleaning tool and method
JP4888578B2 (en) * 2010-04-15 2012-02-29 住友金属鉱山株式会社 Nickel oxide ore wet smelting plant and method of operation thereof
JP4888580B2 (en) * 2010-04-22 2012-02-29 住友金属鉱山株式会社 Liquid storage device and pressure control method thereof

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