JP7380424B2 - 酸化中和反応装置、及び、酸化中和反応装置の運転方法 - Google Patents
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Description
[基本動作・基本構成]
図1に示す酸化中和反応装置10は、本発明の好ましい実施形態の一例である。酸化中和反応装置10は、鉛直方向に中心軸を有する略円筒状の反応槽1、反応槽1の中心軸に沿って垂下され回転可能に設けられる回転軸2、回転軸2に固定して設けられる複数の攪拌翼3、反応槽1の内部にガス状の酸化剤を供給するガス供給管4、及び、スラリー状の中和剤を供給するスラリー供給管5を有する。
反応槽1は、その内部に液状の被処理物を収容する槽である。反応槽1の形状は、鉛直方向に中心軸を有する略円筒状の形状である。反応槽1の大きさは、要求される処理能力や設置場所の状況に応じた大きさの範囲内であればよい。但し、反応槽1の内径(D)に対する液高さ(H)の比(H/D)については、2.0以上、好ましくは、2.0以上3.0以下とする。例えば、内径(D)が3114mm、液高さ(H)が6725mm、両者の比(H/D)が2.16である反応槽を、本発明の酸化中和反応装置を構成する反応槽の好ましい一例として、挙げることができる。
回転軸2は、これに固定して設けられる攪拌翼3を回転させる棒状の部材である。回転軸2は、反応槽1の中心軸に沿って垂下され、回転可能に設けられる。回転軸2を回転させるために、その上部には駆動手段(図示しない)が設けられる。回転軸2の動作(回転数)の詳細については後述する。
攪拌翼3は、回転軸2に固定して設けられる。攪拌翼3は、少なくとも、回転軸2の下端部に固定して設けられる最下段攪拌翼31と、最下段攪拌翼31よりも上方に位置し、同じく回転軸2に固定して設けられる主攪拌翼32とを含んで構成される。
攪拌翼3のうち、回転軸2の下端部に固定して設けられる最下段攪拌翼31は、「傾斜ブレード型のディスクタービン翼(図2、3参照)」とする。ここで、「ディスクタービン翼」とは、円盤状のディスクにその外縁から突出する態様で複数の板状のブレードが接合されている攪拌翼である。本発明の最下段攪拌翼31に用いる「傾斜ブレード型のディスクタービン翼」とは、図3に示すように、ブレード312をディスク311と直交させずに所定の同一角度で傾けた状態で接合した「ディスクタービン翼」のことを言う。
攪拌翼3のうち、最下段攪拌翼31の上部に位置し回転軸2に固定して設けられる主攪拌翼32は「傾斜パドル翼(図4、5参照)」とする。「傾斜パドル翼」とは、回転軸に対して複数のパドル(翼)が上部から流体を吸い込んで下方向へ吐出させる角度で接合されている攪拌翼である。この作用により、反応槽上部から供給されたスラリー状の中和剤が中心軸に沿って吸い込まれて下降流に乗る際に、スラリー状の中和剤が攪拌翼によって均一に分散される。
ガス供給管4は、反応槽1の内部の液状物中に、ガス状の酸化剤を供給する管状の部材である。ガス供給管4は、その先端にガス供給口41を有する。
スラリー供給管5は、反応槽1の内部の液状物中に、スラリー状の中和剤を供給する管状の部材である。スラリー供給管5は、その先端にスラリー供給口51を有する。
以下においては、上述の酸化中和反応装置の具体的な運転方法について説明する。この運転方法において、図6に示すように、反応槽1の中心軸に沿って下降し反応槽の内壁に沿って上昇する撹拌流を形成するように回転軸2の回転方向を設定して酸化中和反応装置10を運転する。
本発明の一実施形態に係る酸化中和反応装置は、ニッケルの湿式製錬プロセスの脱鉄工程に好適に適用される。ニッケルの湿式製錬プロセスでは、原料であるニッケル硫化物として、ニッケルマットとニッケル・コバルト混合硫化物(MS:ミックスドサルファイド)との2種類が用いられる。
2 回転軸
3 攪拌翼
31 最下段攪拌翼(ディスクタービン翼)
311 ディスク
312 ブレード
32(32A、32B、32C) 主攪拌翼(傾斜パドル翼)
321 パドル
4 ガス供給管
41 ガス供給口
5 スラリー供給管
51 スラリー供給口
10 酸化中和反応装置
Claims (7)
- 鉛直方向に中心軸を有する略円筒状の反応槽と、
前記反応槽の中心軸に沿って垂下され、回転可能に設けられる回転軸と、
前記回転軸に固定して設けられる複数の攪拌翼と、
ガス状の酸化剤を供給するガス供給管と、
スラリー状の中和剤を供給するスラリー供給管と、
を、備える酸化中和反応装置であって、
前記反応槽の内径(D)に対する液高さ(H)の比(H/D)が2以上であり、
前記攪拌翼のうち、前記回転軸の下端部に固定して設けられる最下段攪拌翼が傾斜ブレード型のディスクタービン翼であり、
前記攪拌翼のうち、前記最下段攪拌翼の上部に位置し、前記回転軸に固定して設けられる主攪拌翼が傾斜パドル翼であり、
前記最下段攪拌翼と前記主攪拌翼の羽根の傾斜方向が同一となるように設置されており、
前記ガス供給管は、ガス供給口の鉛直位置が、前記最下段攪拌翼よりも低い位置となるように設置されていて、
前記スラリー供給管は、スラリー供給口の鉛直位置が、最上段の前記主攪拌翼よりも高い位置となるように設置されている、
酸化中和反応装置。 - 複数の前記主攪拌翼が互いに離間するように前記回転軸に固定して設けられている、
請求項1に記載の酸化中和反応装置。 - 複数の前記主攪拌翼が何れも同一形状同一サイズの傾斜パドル翼である、
請求項1又は2に記載の酸化中和反応装置。 - 前記ガス供給管は、ガス供給口の水平位置が、前記傾斜ブレード型のディスクタービン翼の旋回範囲より内側の位置となるように設置されている、
請求項1から3の何れかに記載の酸化中和反応装置。 - 請求項1から4の何れかに記載の酸化中和反応装置の運転方法であって、
前記回転軸の回転方向が前記反応槽の中心軸に沿って下降し、前記反応槽の内壁に沿って上昇する攪拌流を形成する方向である、酸化中和反応装置の運転方法。 - 前記回転軸の回転数を60rpm以上100rpm以下とする、
請求項5に記載の酸化中和反応装置の運転方法。 - 前記酸化剤は塩素ガスであり、
前記反応槽中において、不純物として少なくとも鉄イオンを含んだ塩化ニッケル水溶液に、塩素ガスを吹込んで酸化し、中和剤を添加して中和を行って、水酸化鉄の沈殿物を生成させて、塩化ニッケル水溶液中の鉄イオンを除去する、
請求項5又は6に記載の酸化中和反応装置の運転方法。
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