JP7310490B2 - 中和工程における処理立上げに際しての操業方法 - Google Patents

Description

本発明は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおける中和工程での処理停止後からの立上げに際しての操業方法に関する。

ニッケル酸化鉱石を原料とするニッケル湿式製錬の技術においては、近年、高温高圧下で酸浸出する高圧酸浸出（ＨＰＡＬ：Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ａｃｉｄ Ｌｅａｃｈ）法による、低ニッケル品位鉱石からの有価金属の回収が実用化されている。そして、ＨＰＡＬ法によってニッケル酸化鉱石より浸出されたニッケルやコバルト等の有価金属の回収については、有価金属を含む硫化浴に加圧下で硫化水素ガス等の硫化剤を添加することによってその有価物を硫化物として回収することが一般的に行われている。（例えば、特許文献１を参照）。

具体的に、図１は、ＨＰＡＬ法による湿式製錬プロセスの流れを示す工程図である。この湿式製錬プロセスにおいては、先ず、ニッケル酸化鉱石を解砕分級して鉱石スラリーを調製する（前処理工程（Ｓ１））。次に、調製した鉱石スラリーに硫酸を添加し、加圧下、２２０℃～２８０℃程度の温度で撹拌して酸浸出して、浸出スラリーを得る（浸出工程（Ｓ２））。次に、得られた浸出スラリーに炭酸カルシウム等の中和剤を添加して、余剰酸あるいは金属不純物を中和する（予備中和工程（Ｓ３））。次に、予備中和後の浸出スラリーから、向流多段洗浄を行いながら、ニッケルを含む浸出液と浸出残渣とに固液分離処理する（固液分離工程（Ｓ４））。

次に、得られた浸出液に中和剤を添加して中和処理を施して不純物元素を除去する（中和工程（Ｓ５））。次に、中和した浸出液に硫化水素ガス等の硫化剤を添加し、浸出液中の亜鉛を硫化亜鉛として沈殿除去する（脱亜鉛工程（Ｓ６））。そして、得られた脱亜鉛終液に硫化剤を添加してニッケル硫化物とニッケル貧液とを得る（硫化工程（Ｓ７））。なお、この湿式製錬プロセスでは、固液分離工程で発生する浸出残渣と硫化工程で発生するニッケル貧液を無害化する中和処理を施す（最終中和工程（Ｓ８））。

近年、ニッケル酸化鉱石の処理量を増加させてニッケル硫化物の生産量を増大させる強い要請があるなか、その要請を満足させるために、工程（Ｓ１）～（Ｓ８）を実行する処理設備を複数系列にすることが行われている。

例えば特許文献２では、複数系列の処理設備を有するニッケル酸化鉱石の湿式製錬プラントにおいて、例えば前処理工程や浸出工程を実行する処理設備に重大トラブルが発生した場合でも、これによる処理量の減少を最小限とし、重大トラブル解消後に定常操業状態に早く復旧させることを可能にする湿式製錬プラントとして、系列間を繋ぐ工程液移送配管を設けることの技術が提案されている。なお、後でも詳述するが、図２は、湿式製錬プラントにおいて系列間を繋ぐ系列連結配管（工程液移送配管）の設置例を示す図である。

このような、図２に示す系列間を繋ぐ系列連結配管については、例えば次のような使用法が挙げられる。

すなわち、例えば系列Ａにおける前処理工程（Ｓ１）の設備にトラブルが発生し、系列Ａの浸出工程に供給するスラリーが不足した場合、系列間移送配管を用いて系列Ｂにおけるスラリーを系列Ａに移送するようにして、その系列Ａの浸出工程（Ｓ２）での処理運転を継続させる。浸出工程（Ｓ２）での処理に用いる高温加圧設備（オートクレーブ）では、一度でも運転を停止させる事態となると、設備保護の観点から通常の操業温度より５０℃～６０℃程度低温に下げる必要があり、そのため、再度通常負荷に戻すのに時間とエネルギーを要する。このとき、工程液移送配管を設置してスラリーを他方の系列に移送可能とすることで、オートクレーブの運転が停止することを防ぎ、操業効率の低下を抑えることができる。

また、例えば定期休転等により、一方の系列（例えば系列Ｂ）における処理設備を停止あるいは空槽にして整備を実施した後に、再度工程液を供給して立上げを行う場合、鉱石スラリーや浸出液、脱亜鉛終液、ニッケル硫化物のスラリー等を、通常運転していた系列（例えば系列Ａ）から系列間移送配管を用いて受け入れるようにする。これにより、例えば上流の工程の整備が遅延した場合でも、速やかに他の工程の処理設備の立上げを行うことができ、設備稼働率の上昇を図ることができる。

さて、例えば定期休転等からの立上げでしばしば問題となるのが、中和工程（Ｓ５）での処理に用いるシックナーの正常化（コンディショニング）である。中和工程（Ｓ５）での中和処理に供される浸出液（およそ５５℃～６０℃程度）には、予備中和工程（Ｓ３）での処理残留酸の中和により生成する石膏や金属水酸化物が含まれているが、休転により工程液の温度が低下すると、これら成分の液中への溶解度が減少し、懸濁物質として中和工程（Ｓ５）でのシックナーオーバーフロー液の清澄性を低下させる。そしてこのことが、シックナーの正常化に影響を及ぼす。

中和により生成する石膏（硫酸カルシウム）の溶解度の温度依存性について、例えば非特許文献１（当該文献の特にＦｉｇ１）に示されるように、純水に対する石膏の溶解度と液温との関係では液温が約３０℃～４０℃の範囲において石膏の溶解度は上限に達する。それに対し、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プラントで処理される硫酸溶液では、液中にマグネシウムイオンが含まれるため、例えば非特許文献２（当該文献の特にＦｉｇ６）に示されるように、マグネシウム濃度（硫酸マグネシウムｍｏｌ濃度）がある程度高くなると、液温４０℃以上でも液温の上昇に伴って石膏の溶解度は上昇傾向となる。

したがって、石膏を析出させたい処理工程では溶液の液温を低下させ、逆に石膏を析出させたくない処理工程では例えば飽和蒸気等を吹き込むことで液温を上昇させればよいことになる。このように、マグネシウムイオンを含むニッケル酸化鉱石の湿式製錬プラントで処理される硫酸溶液の場合は、液温を調整することによって、石膏の溶解度を自在に変動させることができるため、石膏の析出を調整できる。

石膏や金属水酸化物等の懸濁物質は、後の脱亜鉛工程（Ｓ６）での処理に用いる濾過機濾布の目詰まりを発生させ、生産性を低下させる原因となる。そのため、中和工程でのシックナーオーバーフロー液に含まれる懸濁物質の量は少なければ少ないほど好適となる（なお、懸濁物質の量は溶液の濁度（ＮＴＵ）で評価できる）。

ここで、中和工程（Ｓ５）での処理設備は、大気圧下で使用する中和反応槽と、シックナーと、中和終液貯液槽とから構成され、高圧下で硫酸を扱う浸出処理設備や高圧下で硫化水素ガスを供給する硫化反応設備と比較して、限られた定期休転期間中では整備の優先度は低くなり、中和反応槽やシックナーの内部の工程液を完全に抜き出すことはせずに、待機状態としていることが多かった。そのため、定期休転後の立上げ時には、中和反応槽やシックナーの内部の工程液の温度は低下した状態となっていた。

定期休転が終了し、浸出工程から高温の浸出液が供給されてくるにあたっては、各工程での処理負荷を定常状態に近い程度にまで上げておくことを要するため、中和工程でのシックナーはオーバーフロー可能な濁度まで低下させておくことが必要となる（目標濁度５０ＮＴＵ以下）。そのことから、浸出液が供給されてくる十数時間前から、通常操業している系列の中和工程での処理後の浸出液（中和終液）を、操業停止している系列の中和終液貯液槽に受け入れるようにし、そして、中和反応槽への循環、シックナーへの供給を行いながら、オーバーフローさせず底抜きにて固液分離工程へと繰り返し、また通常操業している系列へと戻すというサイクルを実行して、徐々に中和反応槽やシックナー内の工程液を昇温させて正常化するという作業（コンディショニング）を行っていた。

しかしながら、上述のようなコンディショニング操作を実行しても、浸出工程から高温の浸出液が供給されるまでに中和工程でのシックナーオーバーフロー液の濁度が十分に下がらないことも多く、中和終液貯液槽へオーバーフローさせることができないため、脱亜鉛工程以降の負荷が速やかに上げられない事態は度々発生し、不安定な操業といわざるとえない状況も生じていた。

なお、上述した特許文献２の技術では、複数系列の処理設備を有する湿式製錬プラントにおいて各系列の固液分離工程から中和工程への送液配管間、及び／又は、各系列の硫化工程から最終中和工程への送液配管間に、バルブを有する連結配管を設けて、これにより、処理設備に重大トラブルが発生した場合でも、処理量の減少を最小限とし、重大トラブル解消後に定常操業状態に速く復旧することが可能であるとしている。ところが、これら連結移送配管を用いて定期休転後の中和反応工程を速やかに立上げることに関する言及はされていない。

特開２００５－３５０７６６号公報 国際公開第２０１１／０４８９２７号公報

「硫酸酸性水の石灰石による析出セッコウ」Ｇｙｐｓｕｍ＆Ｌｉｍｅ、Ｎｏ.２３４(１９９１)、梅津芳生（岩手大学工学部資源化学科） 「２５～２００℃の温度範囲における硫酸塩溶液中のＣａＳＯ４の溶解度」東北大学選鉱製錬研究所研究報告、第１６８５号、日本鉱業会昭和６３年度春季大会、梅津良昭ら

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、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスの各工程を実行する一連の処理設備を２系列以上備える湿式製錬プラントにおいて、特に中和工程での定期点検等による処理設備の停止後からの立上げに際し、中和工程から次工程に供給される工程液の濁度を上昇させることなく、効率的に定常状態に復旧させることができる操業方法を提供することを目的とする。

本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、一連の処理設備を２系列以上備える湿式製錬プラントにおける中和工程Ｓ５での処理停止からの立上げに際して、通常操業を行う系列から、少なくとも２種の系列連結配管を介して、立上げを行う系列の中和工程での処理設備に工程液を移送することで、上述した課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

（１）本発明の第１の発明は、前処理工程と、浸出工程と、予備中和工程と、固液分離工程と、中和工程と、脱亜鉛工程と、硫化工程と、最終中和工程とから構成される一連の処理設備を２系列以上備えるニッケル酸化鉱石の湿式製錬プラントにおいて、該中和工程での処理停止後からの立上げに際しての操業方法であって、前記湿式製錬プラントにおいては、系列間における所定の同一の処理設備同士を連結する系列連結配管が設けられており、前記中和工程での処理停止からの立上げに際して、通常操業を行う系列における、前記固液分離工程での固液分離処理後の浸出液を前記中和工程での中和処理を行う中和反応槽に送液する配管に連結されている第１の系列連結配管と、前記中和工程での中和処理後の中和終液を貯留する中和終液貯液槽に連結されている第２の系列連結配管と、を介して、前記通常操業を行う系列から、立上げ行う系列の該中和工程における処理設備に工程液を移送する、操業方法である。

（２）本発明の第２の発明は、第１の発明において、前記第２の系列連結配管を介し、前記通常操業を行う系列から、立上げを開始させた系列の該中和工程における前記中和終液貯液槽に中和終液を移送したのち、立ち上げを開始させた前記系列において、前記中和終液貯液槽に貯留した前記中和終液を前記中和反応槽へと循環移送する、操業方法である。

（３）本発明の第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記中和工程での中和処理を行う処理設備は、中和処理を行う前記中和反応槽と、生成した中和後スラリーを固液分離処理するシックナーと、中和処理後の中和終液を貯留する前記中和終液貯液槽と、を有する、操業方法である。

（４）本発明の第４の発明は、第３の発明において、前記立上げに先立ち、予め前記中和工程での処理停止中に、前記中和反応槽及び前記シックナーの内部の工程液を所定量以下にまで減少させる、操業方法である。

（５）本発明の第５の発明は、第４の発明において、前記立上げに先立ち、予め前記中和工程での処理停止中に、前記中和反応槽では、通常操業時に該中和反応槽に収容される工程液のレベルの０％以上５０％以下の範囲にまで、該中和反応槽内の工程液を減少させ、前記シックナーでは、通常操業時の該シックナーに収容される工程液のレベルの０％以上３０％以下の範囲にまで、該シックナー内に工程液を減少させる、操業方法である。

本発明によれば、定期点検等による処理設備の停止後からの立上げに際し、工程液の濁度を上昇させることなく、効率的に定常状態に復旧させることができる。

ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスの流れを示す工程図である。 湿式製錬プラントにおいて系列間を繋ぐ系列連結配管（工程液移送配管）の設置例を示す図である。 中和工程での処理に用いられる処理設備の構成を示す図である。 一連の処理設備を２系列（系列Ａ、系列Ｂ）備えている湿式製錬プラントにおいて中和工程での処理設備の停止後からの立上げに際しての工程液の流れ（操業方法）を説明するための図である。 実施例１におけるオーバーフロー液の濁度、濾過時間、液温の測定結果を示すグラフ図である。 実施例２におけるオーバーフロー液の濁度、濾過時間、液温の測定結果を示すグラフ図である。 比較例１におけるオーバーフロー液の濁度、濾過時間、液温の測定結果を示すグラフ図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。また、本明細書において、「Ｘ～Ｙ」（Ｘ、Ｙは任意の数値）と表現する場合、特にことわらない限り「Ｘ以上Ｙ以下」であることを意味する。

≪１．操業方法の概要≫
本発明に係る操業方法は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおいて用いられる処理設備の立上げ、特に、湿式製錬プロセスにおける中和工程で使用する処理設備の処理停止後からの立上げに際しての操業方法に関する。ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスは、図１の工程図に示すように、前処理工程と、浸出工程と、予備中和工程と、固液分離工程と、中和工程と、脱亜鉛工程と、硫化工程と、最終中和工程と、を有する。

そして、当該湿式製錬プロセスを実行する湿式製錬プラントは、各工程での処理を実行する一連の処理設備を２系列以上備えており、系列間における所定の処理設備同士を連結する系列連結配管が設けられている。

ここで、図２は、湿式製錬プラントにおいて各工程からなる一連の処理設備を２系列（系列Ａ、系列Ｂ）備える場合を説明するための図であり、各工程からの処理の流れと、系列間を連結する系列連結配管の設置状態を示す。なお、系列連結配管は、系列間において工程液を移送供給するための配管であり、工程液移送配管ともいう。

図２に示すように、湿式製錬プラントにおいては、系列Ａと系列Ｂとの間を、前処理工程Ｓ１を経て得られる鉱石スラリーを浸出工程Ｓ２へと供給する供給配管１１ａ，１１ｂとの間で連結する形態の系列連結配管１が設けられている。また、系列Ａと系列Ｂの間を、固液分離工程Ｓ４にて分離された浸出液（ニッケル貴液）を中和工程Ｓ５へと供給する供給配管１２ａ，１２ｂの間で連結する形態の系列連結配管２が設けられている。また、系列Ａと系列Ｂの間を、中和工程Ｓ５での中和処理後の溶液（中和終液）を脱亜鉛工程Ｓ６へと供給する供給配管１３ａ，１３ｂの間で連結する形態の系列連結配管３が設けられている。さらに、系列Ａと系列Ｂの間を、脱亜鉛工程Ｓ６での脱亜鉛処理後の溶液（脱亜鉛終液）を硫化工程Ｓ７へと供給する供給配管１４ａ，１４ｂの間で連結する形態の系列連結配管４が設けられている。

このように、各工程での処理を実行する一連の処理設備を２系列以上備えて、系列間における所定の処理設備同士を連結する系列連結配管（１～４）を設けることで、例えばいずれかの系列においてトラブル（異常）が発生した場合でも、通常操業している系列から所定の系列連結配管（１～４）を介して工程液の一部を異常発生した系列に供給することで、処理量の減少を最小限とすることができ、効率的な操業を行うことが可能となる。

さて、湿式製錬プラントにおいては、定期的に処理プラントの運転を休止して（定期休転）、設備点検や整備のメンテナンス等を行っている。複数系列の処理設備を有する湿式製錬プラントでは、いずれかの系列（例えば系列Ｂ）は通常操業させながら、他方の系列（例えば系列Ａ）は休止させてメンテナンスを行うことが一般的である。湿式製錬プロセスにおける中和工程Ｓ５での処理設備については、例えば浸出工程Ｓ２や硫化工程Ｓ７での処理設備に比べて、相対的に整備の優先度は低くなるため、その処理設備内にたまった工程液を完全に抜き出すことはせずに、待機状態することが多い。ところが、そのような場合、定期休転終了後の立上げ操作時には、中和工程Ｓ５の処理設備で待機状態としていた工程液の温度（液温）は既に外気温（約２５℃）と同程度まで低下している。

工程液の温度低下に対しては、通常操業している系列（系列Ｂ）から工程液を供給して循環させることで、液温を昇温させることが考えられる。しかしながら、浸出工程Ｓ２から高温の浸出液が供給されるまでに中和工程Ｓ５でのシックナーオーバーフロー液の濁度が十分に下がらないことがある。また、コンディショニングに十分な時間を確保できない結果として脱亜鉛工程以降の負荷を速やかに上げられないこともあり、操業効率の低下をもたらすこともある。

そこで、本発明は、このような従来の問題点に対する解決手段を提供するものであり、具体的には、中和工程Ｓ５での処理停止からの立上げに際して、通常操業を行う系列から少なくとも２種の系列連結配管を介して、立上げを行う系列の中和工程での処理設備に工程液を移送することを特徴としている。

より具体的に、その２種の系列連結配管としては、固液分離工程Ｓ４での固液分離処理後の浸出液を中和工程Ｓ５での中和処理を行う中和反応槽に送液する配管に連結されている系列連結配管（第１の系列連結配管）と、中和工程Ｓ５での中和処理後の中和終液を貯留する中和終液貯液槽に連結されている系列連結配管（第２の系列連結配管）と、が挙げられる。そして、第１の系列連結配管を介して、通常操業している系列における固液分離処理後の浸出液の一部を、立上げを行う系列の中和反応槽に送液する。また、第２の系列連結配管を介して、中和終液の一部を、立上げを行う系列の中和終液貯液槽に送液する。

なお、第２の系列連結配管を介して、立上げを行う系列の中和終液貯液槽に送液された中和終液は、その立上げ系列における中和反応槽に戻されて循環される。

このような方法によれば、中和工程での定期点検等による処理設備の停止後からの立上げに際し、中和工程から次工程の脱亜鉛工程に供給される工程液の濁度を上昇させることなく、液温も有効に上昇させて、効率的に定常状態に復旧させることができる。

≪２．中和工程における処理設備について≫
図３は、中和工程Ｓ５での処理に用いられる処理設備（中和工程処理設備）の構成を示す図である。中和工程処理設備５０は、固液分離工程Ｓ４から分離された浸出液（ニッケル貴液）に対して中和反応に基づく中和処理を行う中和反応槽５１と、得られた中和後スラリーを中和終液と中和澱物とに分離するシックナー５２と、中和終液を一時的に貯留する中和終液貯液槽５３と、中和終液を次工程（脱亜鉛工程Ｓ６）等へ送る流送配管５４と、を備えている。

（中和反応槽）
中和反応槽５１は、例えば円筒形の容器であり、固液分離工程Ｓ４を経て得られる浸出液が槽内に装入され、また中和処理のための中和剤が添加されて、中和反応を生じさせる。中和反応槽５１には、撹拌装置が設置されており、槽内に装入された浸出液を撹拌しながら中和反応を生じさせる。

中和反応槽５１には、送液ラインが接続されており、槽内で生成した中和後スラリーが送液ラインを介してシックナー内に装入される。送液ラインとしては、樋や配管等により構成される。例えば、高さ方向の位置において上側にある中和反応槽と、下側にあるシックナーとを連結し、その高さ位置の違いにより傾斜した状態で設置される。

（シックナー）
シックナー５２には、中和反応槽５１での処理により生成した中和反応後のスラリー（中和後スラリー）が装入され、そのスラリーを、ニッケル回収用の母液となる中和終液と不純物成分からなる中和澱物スラリーとに分離する。シックナー５２は、対象である中和後スラリーが供給されるフィードウェル部と、分離された中和終液をオーバーフローさせて送液するオーバーフロー樋と、を備えている。

より具体的に、シックナー５２では、固液分離処理により、上部に液体相（中和終液の相）が、下部に固体相（中和澱物スラリーの相）が形成される。分離された液体相を構成する中和終液は、オーバーフローして、付設された中和終液貯液槽５３に送液される。一方で、固体相を構成する中和澱物スラリーは、シックナーの底部から抜き出される。なお、底部から抜き出された中和澱物スラリーは、移送ポンプにより移送されて、適宜、固液分離工程Ｓ４に繰り返される。

なお、後述する図４では、この中和工程処理設備５０に備えられているシックナーについて、「中和工程シックナー」と表記している。

（中和終液貯液槽）
中和終液貯液槽５３は、シックナー５２において分離された中和終液が装入されるように構成され、中和終液を次の脱亜鉛工程Ｓ６へと送液する前に一時的に貯留する。中和終液貯液槽５３は、シックナー５２にて得られた中和終液の粘度を低下させることが可能な粘度調整バッファーとしても作用する。

中和終液貯液槽５３としては、特に限定されないが、中和終液の流量に対して３時間以上の貯留量に相当する容積を有するものであることが好ましい。これにより、中和終液貯液槽５３内における中和終液の滞留時間を長くして、効果的に滞留させることができる。

（流送配管）
流送配管５４は、貯留した中和終液をポンプ等により脱亜鉛工程Ｓ６の処理槽（脱亜鉛反応槽）に送るための配管である。

ここで、流送配管５４は、所定の箇所５４ｄで分岐しており、中和終液貯液槽５３に貯留している中和終液を脱亜鉛反応槽に送液するための送液配管５５と、その中和終液の一部を中和反応槽５１に送って処理設備内を循環させる循環配管５６とが、それぞれ連結されている。さらに、その送液配管５５と循環配管５６とが連結された分岐箇所５４ｄには、切替バルブ５７が設けられており、送液の切替調整が可能となっている。

なお、流送配管５４に連結された循環配管５６には、図示しない熱交換器が設けられており、中和反応槽５１に循環させる一部の中和終液を加温できるようになっている。

≪３．中和工程処理設備の停止後からの立上げの操業方法について≫
本発明に係る操業方法は、上述したように、前処理工程Ｓ１と、浸出工程Ｓ２と、予備中和工程Ｓ３と、固液分離工程Ｓ４と、中和工程Ｓ５と、脱亜鉛工程Ｓ６と、硫化工程Ｓ７と、最終中和工程Ｓ８とから構成される一連の処理設備を２系列以上（例えば系列Ａ、系列Ｂの２系列）備えるニッケル酸化鉱石の湿式製錬プラントにおいて、その中和工程Ｓ５での処理設備の停止後からの立上げに際しての操業方法である。湿式製錬プラントにおいては、図２に示したように、系列（系列Ａ、系列Ｂ）間における所定の同一の処理設備同士を連結する系列連結配管（１～４）が設けられている。

図４は、一連の処理設備を２系列（系列Ａ、系列Ｂ）備えている湿式製錬プラントにおいて、中和工程Ｓ５での処理設備の停止後からの立上げに際しての工程液の流れ（操業方法）を説明するための図である。この図４で示す例では、系列Ａが運転停止の状態から立上げ操作を行う対象の系列であり、系列Ｂが通常操業している系列である。

［系列Ｂでの通常操業について］
先ず、通常運転している系列Ｂの操業（通常操業）について説明する。なお、図４において、系列Ｂにおける処理設備の各構成の符号には、系列Ｂの設備であることを示す「ｂ」を付している。

最初に、系列Ｂでは、予備中和工程Ｓ３での処理後の予備中和終液が固液分離工程Ｓ４へと送液され、多段（ｎ段）に設けられたシックナー４１（４１ｂ_１～４１ｂ_ｎ）に装入される。なお、固液分離工程Ｓ４では、予備中和終液を最上流のシックナー４１ｂ_１に、回収したニッケル貴液である浸出液を最下流のシックナー４１ｂ_ｎにそれぞれ装入し、向流で接触させて洗浄しながら固液分離処理を行う。この処理により、最上流のシックナー４１ｂ_１から上澄み液として浸出液が回収されて浸出液受槽４２（４２ｂ）に装入され、最下流のシックナー４１ｂ_ｎから浸出残渣が回収される。

続いて、系列Ｂでは、回収して浸出液受槽４２ｂに収容した浸出液を、中和工程Ｓ５での処理設備に供給する。なお、浸出液の一部は、浸出液貯液槽４３（４３ｂ）に装入され貯液される。

続いて、系列Ｂでは、中和工程Ｓ５において各処理設備に工程液（浸出液）を送液して中和処理を実行する。図３にて説明したように、中和工程処理設備５０は、中和反応槽５１（５１ｂ）と、シックナー５２（５２ｂ）と、中和終液貯液槽５３（５３ｂ）と、流送配管５４（５４ｂ）と、を備えている。

系列Ｂにおける中和工程Ｓ５では、浸出液が中和反応槽５１ｂに装入されると、槽内で中和反応が生じて中和澱物を含む中和後スラリーが生成する。中和後スラリーは、シックナー５２ｂに装入されて上澄み液（中和終液）と中和澱物とに固液分離処理される。その後、上澄み液は、中和終液貯液槽５３ｂに装入されて貯液され、一方で中和澱物はシックナー５２ｂの底部から回収される。

このようにして、系列Ｂにおいて中和工程Ｓ５での処理が終了すると、中和終液貯液槽に貯液された中和終液が、次工程の脱亜鉛工程Ｓ６へと送液される。

［系列Ａでの立上げ操業について］
次に、定期休転等により停止している系列Ａの処理設備を立上げる操業（立上げ操業）について説明する。なお、図４において、系列Ａにおける処理設備の各構成の符号には、系列Ａの設備であることを示す「ａ」を付している。

系列Ａの処理設備は、運転を停止しているため、予備中和終液は固液分離工程Ｓ４の処理設備であるシックナーには送液されていない状態である（なお、図４中における破線矢印は、工程液が送液されていないことを示す）。

このような状態において、当該系列Ａの処理設備を立上げるに際しては、通常操業を行う系列Ｂにおける、浸出液を中和反応槽５１ｂに送液する配管４４ｂに連結されている第１の系列連結配管４５を介して、その系列Ｂから立上げを行う系列Ａへと工程液である浸出液の一部を移送する。また併せて、通常操業を行う系列Ｂにおける、中和処理後の中和終液を貯留する中和終液貯液槽５３ｂに連結されている第２の系列連結配管５８を介して、その系列Ｂから立上げ行う系列Ａへと工程液である中和終液の一部を移送する。なお、系列Ｂから移送される浸出液及び中和終液は、通常操業を行っている系列Ｂの工程液であることから、適切な温度範囲に維持された溶液である。

（第１の系列連結配管を介した工程液の移送）
第１の系列連結配管４５は、一端が、通常操業を行う系列Ｂにおける浸出液を中和反応槽５１ｂに送液する配管４４ｂに連結されている。また、他端が、立上げを行う系列Ａにおける浸出液受槽４２（４２ａ）に連結されている。なお、第１の系列連結配管４５の他端は、浸出液受槽４２ａから浸出液を中和反応槽５１（５１ａ）に送液する配管４４（４４ａ）に連結されていてもよい。

このように、系列Ｂから第１の系列連結配管４５を介して浸出液の一部が系列Ａに移送されると、系列Ａにおいて、その浸出液は中和反応槽５１ａへと送液され、次に、シックナー５２（５２ａ）へと順次送られる。図４の白抜き矢印は、系列Ｂから移送された工程液の、立上げ操業時における系列Ａ内での流れを示す。

（第２の系列連結配管を介した工程液の移送）
第２の系列連結配管５８は、一端が、通常操業を行う系列Ｂにおける中和終液貯液槽５３ｂに連結されている。また、他端が、立上げを行う系列Ａにおける中和終液貯液槽５３（５３ａ）に連結されている。なお、第２の系列連結配管５８は、系列Ａ及び系列Ｂのそれぞれにおいて、中和終液貯液槽５３ａから中和終液を送液する流送配管５４（５４ａ）に連結されていてもよい（図３参照）。

このように、系列Ｂから第２の系列連結配管５８を介して中和終液の一部が系列Ａの中和終液貯液槽５３ａに移送されると、系列Ａにおいて、その中和終液は流送配管５４ａから分岐した循環配管５６（５６ａ）を経て中和反応槽５１ａへと循環移送される。その後、中和反応槽５１ａに繰り返された中和終液は、シックナー５２ａへと順次送られる。図４の白抜き矢印は、系列Ｂから移送された工程液の、立上げ操業時における系列Ａ内での流れを示す。

なお、第２の系列連結配管５８を中和終液貯液槽５３ａに連結させ、通常操業を行う系列Ｂから移送された中和終液を中和反応槽５１ａへと繰り返す際には、例えば、その中和終液貯液槽５３ａへの受け入れ量が設定した目標量にまで達した時点で行うようにすることができる。

以上のようにして、系列Ａの処理設備を立上げるに際しては、系列Ｂから、第１の系列連結配管４５を介して浸出液の一部を中和反応槽５１ａに移送するとともに、第２の系列連結配管５８を介して中和終液の一部を移送して中和反応槽５１ａに循環させることで、温度の低下を最小限度にとどめることができ、それにより、シックナー５２ａから排出される工程液の濁度の悪化を防いで、速やかにそのシックナー５２ａからオーバーフローを開始させることができる。すなわち、運転停止状態から効率的な復旧操業を行うことができる。

ここで、処理設備の運転を停止していた系列（系列Ａ）の立上げに際しては、上述したような通常操業を行う系列（系列Ｂ）からの工程液の移送に先立ち、予め、中和工程Ｓ５での処理停止中に、中和反応槽５１ａ及びシックナー５２ａの内部に残存する工程液を所定量以下にまで減少させておくことが好ましい。

具体的には、中和反応槽５１ａでは、好ましくは、通常操業時にその中和反応槽５１ａに収容される工程液のレベルの０％以上５０％以下の範囲にまで工程液を減少させる。また、シックナー５２ａでは、好ましくは、通常操業時のそのシックナー５２ａに収容される工程液のレベルの０％以上３０％以下の範囲にまで工程液を減少させる。

このようにして、中和反応槽５１ａ及びシックナー５２ａの内部に残存する工程液を所定量以下にまで減少させておくことで、温度の低下した工程液の濁度上昇を抑えることができ、立上げ操業の時間を短縮させることができる。

立上げ操業を開始したのち、シックナー５２ａからオーバーフロー液を供給する判断基準、つまり、中和終液をオーバーフローさせて中和終液貯液槽に貯液し、その後脱亜鉛工程Ｓ６へと移送する判断基準として、例えば、そのオーバーフロー液の濁度が５０ＮＴＵ以下程度であるか否かにより基準とすることができる。あるいは、オーバーフロー液の濾過時間が２０秒以下であるか否かを基準とすることができる。

なお、オーバーフロー液の濁度と濾過時間を上述した基準値以下にするために、そのオーバーフロー液の液温を４０℃以上となるように管理することが好ましい。

以下、本発明の実施例を示してより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

［実施例１］
ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおいて、図４に示す湿式製錬プラント（系列Ａと系列Ｂの２系列を有する）を用い、定期休転していた系列Ａの立上げを行った。なお、立上げにあたり、予め、系列Ａにおける中和工程Ｓ５での処理を行う中和反応槽５１ａ内の工程液を通常操業時の３０％の割合の量となるまで減らし、また、シックナー５２ａ内部の工程液は空とした。

系列Ａに立上げに際しては、通常操業を行っている系列Ｂから、中和終液を貯留する中和終液貯液槽５３ｂに連結されている第２の系列連結配管５８を介して、系列Ａの中和終液貯液槽５３ａに中和終液の一部を移送させた。そして、その中和終液貯液槽５３ａにおいて通常管理レベルの５０％まで中和終液を受け入れたのちに、受け入れは継続しながら中和反応槽５１ａへの循環移送を開始した。またそれに加えて、通常操業を行っている系列Ｂから、固液分離処理後の浸出液の一部を中和反応槽５１ｂに送液する配管４４ｂに連結されている第１の系列連結配管４５を介して、系列Ａの浸出液受槽４２ａに浸出液の一部を移送させた。浸出液受槽４２ａに移送された浸出液は、その後中和反応槽５１ａに送液され、シックナー５２ａへと順次送液されるようにした。

その後、系列Ａにおいて、シックナー５２ｂの液量レベルが徐々に上昇し、オーバーフロー直前に至ったため、オーバーフロー液の濁度、濾過時間、液温の測定を行った。図５にそれぞれの測定結果を示す。図５のグラフにおいて横軸は時間（１目盛は１時間）であり、立上げ開始の時間を「０」としている。

測定を開始した時点から、得られたオーバーフロー液の濁度が基準未満（＜５０ＮＴＵ）であったため、シックナー５２ｂからのオーバーフローを開始させた。このとき、浸出工程での処理を立上げるとともに系列Ｂから中和終液の移送（系列Ａでの中和終液の受け入れ）を開始してからの経過時間、つまり立上げ操作の時間としては１３時間であった。

［実施例２］
実施例１と同様に、図４に示す湿式製錬プラント（系列Ａと系列Ｂの２系列を有する）を用い、定期休転していた系列Ａの立上げを行った。ただし、実施例２では、立上げにあたり、系列Ａにおける中和工程Ｓ５での処理を行う中和反応槽５１ａ内の工程液は減らさなかった。なお、シックナー５２ａ内部の工程液は空とした。

そして、実施例１と同様に、通常操業を行っている系列Ｂから、第２の系列連結配管５８を介して、系列Ａの中和終液貯液槽５３ａに中和終液の一部を移送させた。そして、その中和終液貯液槽５３ａにおいて通常管理レベルの５０％まで中和終液を受け入れたのちに、受け入れは継続しながら中和反応槽５１ａへの循環移送を開始した。またそれに加えて、通常操業を行っていう系列Ｂから、第１の系列連結配管４５を介して、系列Ａの浸出液受槽４２ａに浸出液の一部を移送させた。浸出液受槽４２ａに移送された浸出液は、その後中和反応槽５１ａに送液され、シックナー５２ａへと順次送液されるようにした。

その後、系列Ａにおいて、シックナー５２ｂの液量レベルが徐々に上昇し、オーバーフロー直前に至ったため、オーバーフロー液の濁度、濾過時間、液温の測定を行った。図６にそれぞれの測定結果を示す。図６のグラフにおいて横軸は時間（１目盛は１時間）であり、立上げ開始の時間を「０」としている。

測定を開始してから５時間の間は、得られたオーバーフロー液の濁度が基準（５０ＮＴＵ）まで低下していなかったため、オーバーフローはさせずにシックナー５２ｂへの供給量と同量の中和澱物スラリーを底部から回収し、操作を継続した。そして、６時間経過後にオーバーフロー液の濁度が基準未満（＜５０ＮＴＵ）となったため、シックナー５２ｂからのオーバーフローを開始させた。このとき、浸出工程での処理を立上げるとともに系列Ｂから中和終液の移送（系列Ａでの中和終液の受け入れ）を開始してからの経過時間、つまり立上げ操作の時間としては１８時間であった。

［比較例１］
実施例１、２と同様に、湿式製錬プラント（系列Ａと系列Ｂの２系列を有する）を用い、定期休転していた系列Ａの立上げを行った。ただし、比較例１では、立上げにあたり、系列Ａにおける中和工程での処理を行う中和反応槽及びシックナーのそれぞれの内部の工程液は減らさなかった。

また、通常操業を行っている系列Ｂから、系列Ａの中和終液貯液槽に中和終液の一部を移送させる操作は行ったものの、系列Ａの浸出液受槽に浸出液の一部を移送させる操作は行わなかった。なお、系列Ａの中和終液貯液槽おいて通常管理レベルの５０％まで中和終液を受け入れたのちに、受け入れは継続しながら中和反応槽への循環移送を開始した。

系列Ａのシックナー内の工程液は減少させなかったため、立上げから直ちにオーバーフロー液の濁度、濾過時間、液温の測定を開始した。また、シックナーからのオーバーフローは行わず、そのシックナーへの供給量と同量の中和澱物スラリーを底部から回収し、操作を継続した。図７にそれぞれの測定結果を示す。図７のグラフにおいて横軸は時間（１目盛は１時間）であり、立上げ開始の時間を「０」としている。

測定を開始してから２４時間の間は、得られたオーバーフロー液の濁度が基準（５０ＮＴＵ）まで低下していなかったため、オーバーフローはさせずにシックナーへの供給量と同量の中和澱物スラリーを底部から回収し、操作を継続した。そして、浸出工程での処理を立上げるとともに系列Ｂから中和終液の移送（系列Ａでの中和終液の受け入れ）を開始してからの２５時間経過後に、オーバーフロー液の濁度が基準未満（＜５０ＮＴＵ）となったため、シックナーからのオーバーフローを開始させた。つまり、立上げ操作の時間としては２５時間以上もかかってしまった。

Ｓ１ 前処理工程
Ｓ２ 浸出工程
Ｓ３ 予備中和工程
Ｓ４ 固液分離工程
Ｓ５ 中和工程
Ｓ６ 脱亜鉛工程
Ｓ７ 硫化工程
Ｓ８ 最終中和工程
４１ （固液分離工程における）シックナー
４２ 浸出液受槽
４３ 浸出液貯液槽
４４ａ，４４ｂ 配管
４５ 第１の系列連結配管
５０ 中和工程処理設備
５１ 中和反応槽
５２ （中和工程における）シックナー
５３ 中和終液貯液槽
５４ 流送配管
５５ 移送配管
５６ 循環配管
５７ 切替バルブ
５８ 第２の系列連結配管

Claims (4)

1. 前処理工程と、浸出工程と、予備中和工程と、固液分離工程と、中和工程と、脱亜鉛工程と、硫化工程と、最終中和工程とから構成される一連の処理設備を２系列以上備えるニッケル酸化鉱石の湿式製錬プラントにおいて、該中和工程での処理停止後からの立上げに際しての操業方法であって、
   前記湿式製錬プラントにおいては、系列間における所定の処理設備同士を連結する系列連結配管が設けられており、
   前記中和工程での処理停止からの立上げに際して、
   通常操業を行う系列における、前記固液分離工程での固液分離処理後の浸出液を前記中和工程での中和処理を行う中和反応槽に送液する配管に連結されている第１の系列連結配管を介して、前記通常操業を行う系列から、立上げ行う系列の該中和工程における前記中和反応槽に浸出液を移送するとともに、
   前記中和工程での中和処理後の中和終液を貯留する中和終液貯液槽に連結されている第２の系列連結配管を介して、前記通常操業を行う系列から、立上げを開始させた系列の該中和工程における前記中和終液貯液槽に中和終液を移送したのち、立ち上げを開始させた前記系列において、前記中和終液貯液槽に貯留した前記中和終液を前記中和反応槽へと循環移送する、操業方法。
2. 前記中和工程での中和処理を行う処理設備は、
   中和処理を行う前記中和反応槽と、
   生成した中和後スラリーを固液分離処理するシックナーと、
   中和処理後の中和終液を貯留する前記中和終液貯液槽と、を有する、
   請求項１に記載の操業方法。
3. 前記立上げに先立ち、予め前記中和工程での処理停止中に、前記中和反応槽及び前記シックナーの内部の工程液を所定量以下にまで減少させる、
   請求項２に記載の操業方法。
4. 前記立上げに先立ち、予め前記中和工程での処理停止中に、
   前記中和反応槽では、通常操業時に該中和反応槽に収容される工程液のレベルの０％以上５０％以下の範囲にまで、該中和反応槽内の工程液を減少させ、
   前記シックナーでは、通常操業時の該シックナーに収容される工程液のレベルの０％以上３０％以下の範囲にまで、該シックナー内に工程液を減少させる、
   請求項３に記載の操業方法。

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