JP7459517B2 - Autoclaves and methods for operating autoclaves - Google Patents

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Description

本発明は、オートクレーブおよびオートクレーブの操業方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、金属硫化物を加圧酸化浸出するのに用いられるオートクレーブ、およびそのオートクレーブの操業方法に関するものである。 The present invention relates to an autoclave and a method of operating an autoclave. More particularly, the present invention relates to an autoclave used for pressurized oxidative leaching of metal sulfides, and a method of operating the autoclave.

金属硫化物を加圧酸化浸出して金属硫酸塩水溶液を得る方法が知られている。例えば、ニッケル硫化物を含む原料スラリーをオートクレーブに連続供給し、オートクレーブ内のスラリーに高圧空気を吹き込んで加圧酸化浸出する。そうすれば、硫酸ニッケル水溶液を得ることができる(特許文献1)。 A method of obtaining an aqueous metal sulfate solution by leaching metal sulfides under pressure is known. For example, a raw material slurry containing nickel sulfide is continuously supplied to an autoclave, and high pressure air is blown into the slurry in the autoclave to perform pressurized oxidation leaching. In this way, a nickel sulfate aqueous solution can be obtained (Patent Document 1).

特開2016-011442号公報JP2016-011442A

金属硫化物の酸化反応を起こすためには、オートクレーブ内のスラリーを特定の温度に昇温する必要がある。スラリーの昇温は蒸気配管から直接、蒸気を吹き込むことにより行なわれる。酸化反応は発熱反応であるため、酸化反応が始まれば反応熱によりスラリーの温度が上昇する。そのため、酸化反応開始後はスラリーに蒸気を吹き込む必要がない。 To cause the oxidation reaction of the metal sulfides, the slurry in the autoclave must be heated to a specific temperature. The temperature of the slurry is raised by blowing steam directly into it through a steam pipe. Because the oxidation reaction is an exothermic reaction, once the oxidation reaction begins, the temperature of the slurry rises due to the heat of reaction. Therefore, there is no need to blow steam into the slurry once the oxidation reaction has begun.

酸化反応開始後のオートクレーブの運転中、蒸気配管の内部に固形物が付着し、蒸気配管が閉塞することがある。そのため、オートクレーブの停止後、運転を再開する前に、蒸気配管を掃除して閉塞原因物を除去する必要がある。このような閉塞原因物の除去作業には時間と労力を要する。 During operation of the autoclave after the oxidation reaction has started, solid matter may adhere to the inside of the steam piping, causing the steam piping to become clogged. Therefore, after stopping the autoclave and before restarting operation, it is necessary to clean the steam piping to remove substances that cause blockage. Removal of such blockage-causing substances requires time and effort.

本発明は上記事情に鑑み、蒸気配管の閉塞を抑制できるオートクレーブおよびオートクレーブの操業方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an autoclave and an autoclave operating method that can suppress blockage of steam piping.

第1発明のオートクレーブは、スラリーを滞留させる槽と、前記槽内に前記スラリーを昇温する蒸気および前記スラリーを冷却する冷却水を択一的に供給する共通配管と、を備え、前記共通配管の排出端は前記スラリーの液面下に配置されていることを特徴とする。
第2発明のオートクレーブは、第1発明において、前記共通配管の接続端に接続し、前記蒸気を供給する蒸気配管と、前記共通配管の前記接続端に接続し、前記冷却水を供給する冷却水配管と、を備え、前記共通配管の前記接続端は前記スラリーの液面上に配置されていることを特徴とする。
第3発明のオートクレーブは、第1または第2発明において、前記共通配管は、酸化反応開始前は前記蒸気が流れ、酸化反応開始後は前記冷却水が流れることを特徴とする。
第4発明のオートクレーブは、第1~第3発明のいずれかにおいて、前記スラリーは金属硫化物を含む原料スラリーであり、前記槽内において加圧酸化浸出されることを特徴とする。
第5発明のオートクレーブの操業方法は、金属硫化物を含む原料スラリーをオートクレーブに連続供給し、該金属硫化物を加圧酸化浸出して金属硫酸塩水溶液を得るにあたり、酸化反応開始前は共通配管を通して前記スラリーに蒸気を吹き込み、酸化反応開始後は前記共通配管を通して前記スラリーに冷却水を供給することを特徴とする。
第6発明のオートクレーブの操業方法は、第5発明において、前記金属硫化物はニッケル硫化物であり、前記金属硫酸塩水溶液は硫酸ニッケル水溶液であることを特徴とする。
The autoclave of the first invention comprises a tank for retaining a slurry, and a common pipe for selectively supplying steam for heating the slurry or cooling water for cooling the slurry into the tank, and is characterized in that the discharge end of the common pipe is positioned below the liquid surface of the slurry .
The autoclave of a second invention is the autoclave of the first invention, characterized in that it comprises a steam pipe connected to a connection end of the common pipe and supplying the steam , and a cooling water pipe connected to the connection end of the common pipe and supplying the cooling water, and the connection end of the common pipe is disposed above the liquid surface of the slurry.
The autoclave of a third invention is the autoclave of the first or second invention , characterized in that the common pipe allows the steam to flow before the start of the oxidation reaction, and allows the cooling water to flow after the start of the oxidation reaction.
The autoclave of a fourth invention is the autoclave of any one of the first to third inventions, characterized in that the slurry is a raw material slurry containing a metal sulfide, and is subjected to pressure oxidative leaching in the tank.
The method for operating an autoclave of the fifth invention is characterized in that, when a raw material slurry containing a metal sulfide is continuously supplied to an autoclave and the metal sulfide is subjected to pressure oxidative leaching to obtain an aqueous metal sulfate solution, steam is blown into the slurry through a common pipe before the start of the oxidation reaction, and cooling water is supplied to the slurry through the common pipe after the start of the oxidation reaction.
A sixth aspect of the present invention is a method for operating an autoclave according to the fifth aspect of the present invention, characterized in that the metal sulfide is nickel sulfide, and the aqueous metal sulfate solution is an aqueous nickel sulfate solution.

第1発明によれば、共通配管が蒸気の供給と冷却水の供給の両方に用いられるので、酸化反応開始後も共通配管に冷却水が流れる。そのため、共通配管の内部に固形物が付着しにくく、閉塞を抑制できる。また、共通配管の排出端がスラリーの液面下に配置されているので、スラリーの内部に蒸気を吹き込むことができ、スラリーを効率よく昇温できる。
第2発明によれば、配管の接続端がスラリーの液面上に配置されているので、蒸気配管と冷却水配管にスラリーが逆流することがなく、配管の閉塞を防止できる。
第3発明によれば、共通配管に蒸気と冷却水を択一的に流し続けるので、共通配管の内部に固形物が付着しにくく、閉塞を抑制できる。
第4発明によれば、金属硫化物を含む原料スラリーを加圧酸化浸出するにあたり、配管の閉塞原因物の除去に要する時間と労力を低減できる。
第5発明によれば、共通配管に蒸気と冷却水を択一的に流し続けるので、共通配管の内部に固形物が付着しにくく、閉塞を抑制できる。
第6発明によれば、ニッケル硫化物を加圧酸化浸出して硫酸ニッケル水溶液を製造するにあたり、配管の閉塞原因物の除去に要する時間と労力を低減できる。
According to the first invention, since the common pipe is used for both steam supply and cooling water supply, cooling water flows through the common pipe even after the oxidation reaction starts. Therefore, it is difficult for solid matter to adhere to the inside of the common pipe, and blockage can be suppressed. Further, since the discharge end of the common pipe is arranged below the liquid level of the slurry, steam can be blown into the slurry, and the temperature of the slurry can be raised efficiently.
According to the second aspect of the invention, since the connecting end of the pipe is arranged above the liquid level of the slurry, the slurry does not flow back into the steam pipe and the cooling water pipe, thereby preventing the pipe from clogging.
According to the third invention, since steam and cooling water continue to flow alternatively through the common pipe, solid matter is less likely to adhere to the inside of the common pipe, and blockage can be suppressed.
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to reduce the time and labor required to remove substances that cause clogging of pipes when performing pressurized oxidative leaching of a raw material slurry containing metal sulfides.
According to the fifth invention, since steam and cooling water continue to flow alternatively through the common pipe, solid matter is less likely to adhere to the inside of the common pipe, and blockage can be suppressed.
According to the sixth invention, when producing a nickel sulfate aqueous solution by pressurized oxidative leaching of nickel sulfide, it is possible to reduce the time and labor required to remove substances that cause clogging of pipes.

第1実施形態に係るオートクレーブの縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of an autoclave according to a first embodiment. 第2実施形態に係るオートクレーブの縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view of an autoclave according to a second embodiment.

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
〔第1実施形態〕
本発明の第1実施形態に係るオートクレーブは、金属硫化物を加圧酸化浸出して金属硫酸塩水溶液を得るのに好適に用いられる。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First Embodiment
The autoclave according to the first embodiment of the present invention is suitably used for obtaining an aqueous metal sulfate solution by pressure oxidative leaching of a metal sulfide.

(オートクレーブ)
図1に示すように、オートクレーブ1は液密性、気密性を有する横長の槽10を有している。槽10の一端には原料スラリーを供給する供給口11が設けられている。槽10の他端には浸出液を排出する排出口12が設けられている。槽10の内部にはスラリーが滞留している。
(Autoclave)
As shown in Fig. 1, the autoclave 1 has a liquid-tight and airtight long tank 10. One end of the tank 10 is provided with a supply port 11 for supplying raw slurry. The other end of the tank 10 is provided with a discharge port 12 for discharging the leachate. The slurry remains inside the tank 10.

槽10の内部には一または複数の隔壁13が立設している。この隔壁13により、槽10の内部は長手方向に並んだ複数の反応室14a~14eに分割されている。反応室14a~14eの数は特に限定されない。本実施形態のオートクレーブ1は5つの反応室14a~14eを有する。5つの反応室14a~14eをそれぞれ第1室14a、第2室14b、第3室14c、第4室14d、第5室14eと称する。なお、槽10の内部は隔壁13で分割されていなくてもよい。すなわち、オートクレーブ1が有する反応室の数は1つでもよい。 One or more partition walls 13 are erected inside the tank 10. The partition walls 13 divide the inside of the tank 10 into multiple reaction chambers 14a-14e arranged in the longitudinal direction. The number of reaction chambers 14a-14e is not particularly limited. The autoclave 1 of this embodiment has five reaction chambers 14a-14e. The five reaction chambers 14a-14e are referred to as the first chamber 14a, the second chamber 14b, the third chamber 14c, the fourth chamber 14d, and the fifth chamber 14e, respectively. Note that the inside of the tank 10 does not have to be divided by the partition walls 13. In other words, the autoclave 1 may have only one reaction chamber.

供給口11は第1室14aに設けられている。原料スラリーは最初に第1室14aに供給される。第1室14a内のスラリーは隔壁13をオーバーフローして第2室14bに供給される。このようなオーバーフローを繰り返して、スラリーは第5室14eに到達する。このように、複数の反応室14a~14eはスラリーが順に流れるように直列に配置されている。排出口12は第5室14eに設けられている。第5室14eに到達したスラリーは浸出液として排出口12から排出される。なお、原料スラリーの供給方式は、上記のような連続式に限らず、バッチ式でもよい。 The supply port 11 is provided in the first chamber 14a. The raw material slurry is first supplied to the first chamber 14a. The slurry in the first chamber 14a overflows the partition wall 13 and is supplied to the second chamber 14b. After repeating such overflow, the slurry reaches the fifth chamber 14e. In this way, the plurality of reaction chambers 14a to 14e are arranged in series so that the slurry flows in sequence. The discharge port 12 is provided in the fifth chamber 14e. The slurry that has reached the fifth chamber 14e is discharged from the discharge port 12 as a leachate. Note that the feeding method of the raw material slurry is not limited to the continuous method as described above, but may be a batch method.

各反応室14a~14eには空気吹込管15が挿入されている。空気吹込管15を通して各反応室14a~14e内のスラリーに高圧空気を吹き込む。各反応室14a~14eへの高圧空気の供給量は個別に調整できる。高圧空気は酸化剤として作用する。原料である金属硫化物と酸素とが接触し、金属硫化物が酸化されることで、金属硫酸塩水溶液が得られる。金属硫化物と酸素との接触を促進し、酸化反応を効率的に行なうために、各反応室14a~14eには撹拌機16が設けられている。 An air blowing pipe 15 is inserted into each reaction chamber 14a to 14e. High pressure air is blown into the slurry in each of the reaction chambers 14a to 14e through the air blowing pipe 15. The amount of high pressure air supplied to each reaction chamber 14a to 14e can be adjusted individually. High pressure air acts as an oxidizing agent. A metal sulfide aqueous solution is obtained by bringing the raw material metal sulfide into contact with oxygen and oxidizing the metal sulfide. A stirrer 16 is provided in each of the reaction chambers 14a to 14e to promote contact between the metal sulfide and oxygen and to perform the oxidation reaction efficiently.

槽10の気相部には圧力調整弁17が設けられている。圧力調整弁17によりオートクレーブ1内の圧力が所定の圧力に維持される。また、圧力調整弁17によりオートクレーブ1内の圧力を調整できる。 A pressure regulating valve 17 is provided in the gas phase of the tank 10. The pressure inside the autoclave 1 is maintained at a predetermined pressure by the pressure regulating valve 17. The pressure inside the autoclave 1 can also be adjusted by the pressure regulating valve 17.

金属硫化物の酸化反応を起こすためには、スラリーを特定の温度(硫化ニッケルの場合140℃)以上に昇温する必要がある。スラリーの昇温は高圧の蒸気を吹き込むことにより行なわれる。 In order to cause the oxidation reaction of the metal sulfide, it is necessary to heat the slurry to a specific temperature (140° C. in the case of nickel sulfide) or higher. The temperature of the slurry is increased by blowing in high pressure steam.

金属硫化物の酸化反応は発熱反応である。例えば、硫化ニッケル(II)の酸化反応は下記反応式(1)で示される。
NiS+2O2→NiSO4 ΔH=-0.80MJ/mol ・・・(1)
ここで、ΔHは標準生成エンタルピーである。反応式(1)に示す反応が生じると、硫化ニッケル(II)1molあたり0.80MJの反応熱が生じる。
The oxidation reaction of metal sulfides is an exothermic reaction. For example, the oxidation reaction of nickel (II) sulfide is shown in the following reaction formula (1).
NiS+ 2O2NiSO4 ΔH=-0.80 MJ/mol... (1)
Here, ΔH is the standard enthalpy of formation. When the reaction shown in reaction formula (1) occurs, 0.80 MJ of reaction heat is generated per mol of nickel (II) sulfide.

このように金属硫化物の酸化反応は発熱反応であるが、反応速度が非常に遅いため、常温下ではほとんど反応が進行しない。酸化反応を進行させるためには、酸化反応開始時に高圧蒸気を用いてスラリーを特定の温度まで昇温しなければならない。十分な反応速度をもって酸化反応が一度起きれば反応熱によりスラリーの温度が上昇する。そのため、酸化反応開始後はスラリーに蒸気を吹き込む必要がない。むしろ、そのままではスラリーの温度が高くなりすぎる。スラリーを適切な温度に調整するため、冷却水の添加を行なう。 Thus, the oxidation reaction of metal sulfides is an exothermic reaction, but the reaction rate is so slow that the reaction hardly progresses at room temperature. To make the oxidation reaction proceed, the slurry must be heated to a specific temperature using high-pressure steam when the oxidation reaction begins. Once the oxidation reaction occurs with a sufficient reaction rate, the heat of reaction will raise the temperature of the slurry. For this reason, there is no need to blow steam into the slurry after the oxidation reaction begins. In fact, if left as is, the temperature of the slurry will become too high. Cooling water is added to adjust the slurry to an appropriate temperature.

このように、酸化反応開始前は蒸気の吹き込みを行ない、酸化反応開始後は冷却水の添加を行なう。ここで、蒸気の吹き込みと冷却水の添加とを別々の配管で行なうと、蒸気を供給する配管が閉塞することがある。蒸気を供給する配管は、酸化反応開始後、すなわちオートクレーブ1の運転期間の大部分にわたって、蒸気が流れない状態でスラリーに浸かっている。そのため、スラリーに含まれる固形分が配管の内部に付着しやすい。また、一般に金属硫化物には鉄が含まれており、酸化反応により生じた酸化鉄が配管の内部に付着しやすい。配管の内部に付着した固形分が堆積すると、配管の閉塞に至る。 In this way, steam is injected before the oxidation reaction starts, and cooling water is added after the oxidation reaction starts. If the injection of steam and the addition of cooling water are performed through separate pipes, the pipe supplying the steam may become clogged. After the oxidation reaction starts, that is, for most of the operation period of the autoclave 1, the pipe supplying the steam is immersed in the slurry without steam flowing through it. Therefore, the solids contained in the slurry tend to adhere to the inside of the pipe. In addition, metal sulfides generally contain iron, and iron oxide produced by the oxidation reaction tends to adhere to the inside of the pipe. If the solids that adhere to the inside of the pipe accumulate, the pipe will be clogged.

なお、酸化反応開始時の立上げ操作では、原料スラリーが投入された槽10内に高圧蒸気を導入し、昇圧して高温高圧雰囲気とする。特定の温度に到達した時点で、槽10内に高圧空気を吹き込む。ここで特定の温度は酸化反応開始後の定常運転時の温度よりも低いため、高圧蒸気の圧力は定常運転時の槽10内圧力よりも低い。例えば、ニッケル硫化物の場合、特定の温度は140℃であるが、ゲージ圧で約0.5MPaGの高圧蒸気にて昇温することができる。一方で、定常運転時の圧力はゲージ圧で約1.8MPaGである。この圧力差によりスラリーが蒸気配管内に押し込まれる。蒸気の閉止バルブは、高圧装置である槽10内に設けることができない。蒸気配管のうち槽10外に設置された閉止バルブまでの間は、スラリーが逆流することになる。一方、冷却水は定常運転時の槽10内圧力よりも高い圧力で添加するので、冷却水配管内にスラリーが逆流することはない。 In the start-up operation at the start of the oxidation reaction, high-pressure steam is introduced into the tank 10 into which the raw material slurry has been introduced, and the pressure is increased to create a high-temperature, high-pressure atmosphere. When a specific temperature is reached, high-pressure air is blown into the tank 10. Here, since the specific temperature is lower than the temperature during steady operation after the start of the oxidation reaction, the pressure of the high-pressure steam is lower than the pressure inside the tank 10 during steady operation. For example, in the case of nickel sulfide, the specific temperature is 140°C, but the temperature can be increased with high-pressure steam at a gauge pressure of about 0.5 MPaG. On the other hand, the pressure during steady operation is about 1.8 MPaG at a gauge pressure. This pressure difference pushes the slurry into the steam pipe. The steam shutoff valve cannot be installed inside the tank 10, which is a high-pressure device. The slurry will backflow from the steam pipe to the shutoff valve installed outside the tank 10. On the other hand, since the cooling water is added at a pressure higher than the pressure inside the tank 10 during steady operation, the slurry will not backflow into the cooling water pipe.

配管の閉塞を抑制するため、本実施形態のオートクレーブ1は、蒸気および冷却水を供給する配管が以下のように構成されている。 To prevent blockage of the piping, the autoclave 1 of this embodiment has the piping for supplying steam and cooling water configured as follows:

オートクレーブ1は蒸気を供給する蒸気配管21を有する。蒸気配管21はオートクレーブ1が有する反応室14a~14eの数(本実施形態では5)だけ分岐しており、各反応室14a~14eの近傍まで導かれている。また、オートクレーブ1は冷却水を供給する冷却水配管22を有する。冷却水配管22もオートクレーブ1が有する反応室14a~14eの数だけ分岐しており、各反応室14a~14eの近傍まで導かれている。 The autoclave 1 has a steam pipe 21 that supplies steam. The steam pipe 21 branches out into the same number of reaction chambers 14a-14e (five in this embodiment) that the autoclave 1 has, and is led to the vicinity of each of the reaction chambers 14a-14e. The autoclave 1 also has a cooling water pipe 22 that supplies cooling water. The cooling water pipe 22 also branches out into the same number of reaction chambers 14a-14e that the autoclave 1 has, and is led to the vicinity of each of the reaction chambers 14a-14e.

槽10の各反応室14a~14eには共通配管23が挿入されている。各共通配管23の上流側の端部を接続端23a、下流側の端部を排出端23bと称する。蒸気配管21の分岐管および冷却水配管22の分岐管は、いずれかの共通配管23の接続端23aに接続している。したがって、蒸気配管21を流れる蒸気は、共通配管23を通って槽10の内部に供給される。また、冷却水配管22を流れる冷却水は、共通配管23を通って槽10の内部に供給される。 A common pipe 23 is inserted into each of the reaction chambers 14a to 14e of the tank 10. The upstream end of each common pipe 23 is called a connection end 23a, and the downstream end is called a discharge end 23b. A branch pipe of the steam pipe 21 and a branch pipe of the cooling water pipe 22 are connected to a connecting end 23a of one of the common pipes 23. Therefore, the steam flowing through the steam pipe 21 is supplied into the tank 10 through the common pipe 23. Further, the cooling water flowing through the cooling water pipe 22 is supplied into the tank 10 through the common pipe 23.

蒸気配管21の分岐管には蒸気制御弁24が設けられている。蒸気制御弁24を操作することにより、各共通配管23に流れる蒸気の流量を調整できるとともに、蒸気の供給を停止できる。また、冷却水配管22の分岐管には冷却水制御弁25が設けられている。冷却水制御弁25を操作することにより、各共通配管23に流れる冷却水の流量を調整できるとともに、冷却水の供給を停止できる。なお、蒸気制御弁24および冷却水制御弁25として、流量制御弁、開閉弁などを用いることができる。 A steam control valve 24 is provided on the branch pipe of the steam pipe 21. By operating the steam control valve 24, the flow rate of steam flowing through each common pipe 23 can be adjusted and the supply of steam can be stopped. In addition, a cooling water control valve 25 is provided on the branch pipe of the cooling water pipe 22. By operating the cooling water control valve 25, the flow rate of cooling water flowing through each common pipe 23 can be adjusted and the supply of cooling water can be stopped. Note that flow control valves, on-off valves, etc. can be used as the steam control valve 24 and the cooling water control valve 25.

蒸気制御弁24を開き、冷却水制御弁25を閉じれば、共通配管23を介して槽10内に蒸気を供給できる。逆に、蒸気制御弁24を閉じ、冷却水制御弁25を開けば、共通配管23を介して槽10内に冷却水を供給できる。このように、共通配管23は槽10内に蒸気および冷却水を択一的に供給するのに用いられる。 By opening the steam control valve 24 and closing the cooling water control valve 25, steam can be supplied into the tank 10 via the common pipe 23. Conversely, if the steam control valve 24 is closed and the cooling water control valve 25 is opened, cooling water can be supplied into the tank 10 via the common pipe 23. In this way, the common pipe 23 is used to alternatively supply steam and cooling water into the tank 10.

共通配管23の排出端23bは槽10内のスラリーの液面下に配置されることが好ましい。槽10内のスラリーの液面は隔壁13の上端の高さにより決まる。したがって、共通配管23の排出端23bは隔壁13の上端より低い位置に配置されることが好ましい。このようにすれば、スラリーの内部に蒸気を吹き込むことができる。例えばスラリーの液面に蒸気を吹き付ける場合に比べて熱伝達率が高くなるので、スラリーを効率よく昇温できる。 It is preferable that the discharge end 23b of the common pipe 23 is disposed below the surface of the slurry in the tank 10. The liquid level of the slurry in the tank 10 is determined by the height of the upper end of the partition wall 13. Therefore, the discharge end 23b of the common pipe 23 is preferably arranged at a lower position than the upper end of the partition wall 13. In this way, steam can be blown into the slurry. For example, since the heat transfer coefficient is higher than when steam is sprayed onto the liquid surface of the slurry, the temperature of the slurry can be raised efficiently.

共通配管23の接続端23a、すなわち蒸気配管21、冷却水配管22および共通配管23の接続部は槽10内のスラリーの液面上に配置されることが好ましい。配管の接続部は槽10の内部でもよいし、外部でもよい。配管の接続部がスラリーの液面上に配置されているので、蒸気配管21と冷却水配管22にスラリーが逆流することがなく、配管の閉塞を防止できる。 The connection end 23a of the common pipe 23, i.e., the connection between the steam pipe 21, the cooling water pipe 22 and the common pipe 23, is preferably placed above the liquid surface of the slurry in the tank 10. The connection of the pipes may be inside or outside the tank 10. Since the connection of the pipes is placed above the liquid surface of the slurry, the slurry does not flow back into the steam pipe 21 and the cooling water pipe 22, and clogging of the pipes can be prevented.

(操業方法)
つぎに、オートクレーブ1の操業方法を説明する。
まず、原料をレパルプして原料スラリーを調製する。原料として金属硫化物が用いられる。金属硫化物としてニッケル硫化物、コバルト硫化物、亜鉛硫化物、カドミウム硫化物、銅硫化物などが挙げられる。原料としてこれらの金属硫化物のうちの一つを用いてもよいし、複数を用いてもよい。
(Operating method)
Next, a method of operating the autoclave 1 will be explained.
First, raw materials are repulped to prepare a raw material slurry. Metal sulfides are used as raw materials. Examples of metal sulfides include nickel sulfide, cobalt sulfide, zinc sulfide, cadmium sulfide, and copper sulfide. One or more of these metal sulfides may be used as a raw material.

金属硫化物を含む原料スラリーをオートクレーブ1に連続供給する。オートクレーブ1内において、スラリーが第1室14aから第5室14eまで流れる間に、金属硫化物が加圧酸化浸出され、金属硫酸塩水溶液が生成される。例えば、金属硫化物がニッケル硫化物の場合、金属硫酸塩水溶液として硫酸ニッケル水溶液が生成される。オートクレーブ1から浸出液が連続的に排出される。浸出液は金属硫酸塩水溶液と固形分(浸出残渣)とからなるスラリーである。 A raw material slurry containing metal sulfides is continuously supplied to an autoclave 1. In the autoclave 1, while the slurry flows from the first chamber 14a to the fifth chamber 14e, metal sulfides are oxidized and leached under pressure to produce a metal sulfate aqueous solution. For example, when the metal sulfide is nickel sulfide, a nickel sulfate aqueous solution is produced as the metal sulfate aqueous solution. The leachate is continuously discharged from the autoclave 1. The leachate is a slurry consisting of an aqueous metal sulfate solution and solids (leach residue).

ここで、オートクレーブ1の運転開始直後、すなわち空の槽10内に新規の原料スラリーを供給した直後は、スラリーの温度が低く酸化反応が生じない。そこで、酸化反応が開始するまで、共通配管23を通してスラリーに蒸気を吹き込んで、スラリーを昇温する。 Here, immediately after the autoclave 1 starts operating, i.e. immediately after new raw material slurry is supplied to the empty tank 10, the temperature of the slurry is low and no oxidation reaction occurs. Therefore, steam is blown into the slurry through the common pipe 23 to raise the temperature of the slurry until the oxidation reaction starts.

一方、酸化反応開始後は、蒸気の吹き込みを停止し、共通配管23を通してスラリーに冷却水を供給する。これにより、スラリーを冷却する。なお、冷却水の供給は、オートクレーブ1を停止するまで、継続して行なうことが好ましい。 On the other hand, after the oxidation reaction starts, the blowing of steam is stopped and cooling water is supplied to the slurry through the common pipe 23. This cools the slurry. Note that it is preferable to continue supplying the cooling water until the autoclave 1 is stopped.

このように、共通配管23は蒸気の供給と冷却水の供給の両方に用いられる。そして、共通配管23に蒸気と冷却水を択一的に流し続ける。共通配管23には、酸化反応開始前は蒸気が流れ、酸化反応開始後は冷却水が流れる。酸化反応開始後も共通配管23に冷却水が流れるため、共通配管23の内部に固形物が付着しにくく、閉塞を抑制できる。 In this way, the common pipe 23 is used for both steam supply and cooling water supply. Then, steam and cooling water continue to flow alternatively through the common pipe 23. Steam flows through the common pipe 23 before the oxidation reaction starts, and cooling water flows through the common pipe 23 after the oxidation reaction starts. Since the cooling water flows through the common pipe 23 even after the oxidation reaction starts, solid matter is less likely to adhere to the inside of the common pipe 23, and blockage can be suppressed.

配管が閉塞すると、配管を掃除して閉塞原因物を除去する必要がある。このような閉塞原因物の除去作業には時間と労力を要する。また、閉塞原因物の除去作業を行なっている間オートクレーブ1を停止する必要があるため、オートクレーブ1の稼働率が低下する。これに対して本実施形態では配管の閉塞を抑制できるため、閉塞原因物の除去に要する時間と労力を低減できるとともに、オートクレーブ1の稼働率を高くできる。 When the piping becomes clogged, it is necessary to clean the piping and remove the object causing the blockage. This work of removing the object causing the blockage takes time and effort. In addition, since the autoclave 1 must be stopped while the work of removing the object causing the blockage is being performed, the operating rate of the autoclave 1 decreases. In contrast, this embodiment can suppress blockage of the piping, so the time and effort required to remove the object causing the blockage can be reduced and the operating rate of the autoclave 1 can be increased.

共通配管23の内部の固形物の付着を効果的に抑制するには、共通配管23を流れる冷却水がある程度の流速を有することが好ましい。具体的には、共通配管23における冷却水の流速を0.005m/sec以上とすることが好ましい。そうすれば、共通配管23の内部に固形物が付着することを抑制する効果が高い。また、冷却水の流量制御が安定するため、冷却水が一時的に流れなくなることを防止できる。 In order to effectively suppress the adhesion of solid matter inside the common pipe 23, it is preferable that the cooling water flowing through the common pipe 23 has a certain flow rate. Specifically, it is preferable that the flow rate of the cooling water in the common pipe 23 be 0.005 m/sec or more. By doing so, the effect of suppressing solid matter from adhering to the inside of the common pipe 23 is high. Furthermore, since the flow rate control of the cooling water is stabilized, it is possible to prevent the cooling water from temporarily stopping flowing.

〔第2実施形態〕
蒸気配管21、冷却水配管22および共通配管23の接続位置は特に限定されない。例えば、図2に示すように、蒸気配管21、冷却水配管22および共通配管23を各反応室14a~14eへの分岐点よりも上流側で接続してもよい。共通配管23はオートクレーブ1が有する反応室14a~14eの数だけ分岐しており、各分岐管が反応室14a~14eのいずれかに挿入されている。
Second Embodiment
There is no particular limitation on the connection positions of the steam pipe 21, the cooling water pipe 22, and the common pipe 23. For example, as shown in Fig. 2, the steam pipe 21, the cooling water pipe 22, and the common pipe 23 may be connected upstream of the branch points to each of the reaction chambers 14a to 14e. The common pipe 23 is branched into the same number of reaction chambers 14a to 14e of the autoclave 1, and each branch pipe is inserted into one of the reaction chambers 14a to 14e.

蒸気配管21には蒸気制御弁24が設けられている。冷却水配管22には冷却水制御弁25が設けられている。蒸気制御弁24および冷却水制御弁25を開閉することにより、共通配管23に蒸気および冷却水を択一的に流せる。 The steam pipe 21 is provided with a steam control valve 24. The cooling water pipe 22 is provided with a cooling water control valve 25. By opening and closing the steam control valve 24 and the cooling water control valve 25, steam and cooling water can be selectively flowed through the common pipe 23.

この構成の場合、共通配管23の各分岐管に流量制御弁26を設けることが好ましい。そうすれば、反応室14a~14eごとに、蒸気および冷却水の流量を調整できる。 In this configuration, it is preferable to provide a flow control valve 26 in each branch pipe of the common pipe 23. This allows the flow rate of steam and cooling water to be adjusted for each reaction chamber 14a to 14e.

つぎに、実施例を説明する。
(実施例1)
図1に示す構成のオートクレーブを用いて加圧酸化浸出を行なった。運転の条件はつぎの通りである。
原料:ニッケルとコバルトの混合硫化物
原料のニッケル含有率:57.0~58.5重量%(乾燥量基準)
原料のコバルト含有率:4.0~6.0重量%(乾燥量基準)
原料スラリーの固形分濃度:220~270g/L
原料スラリーの供給量:30~85L/分
オートクレーブ内の圧力(ゲージ圧):1.6~1.9MPaG
Next, an embodiment will be described.
Example 1
Pressure oxidation leaching was carried out using an autoclave having the configuration shown in Figure 1. The operating conditions were as follows.
Raw material: Mixed sulfide of nickel and cobalt Nickel content of raw material: 57.0-58.5% by weight (dry basis)
Cobalt content of raw material: 4.0-6.0% by weight (dry basis)
Solid concentration of raw material slurry: 220 to 270 g/L
Supply rate of raw material slurry: 30 to 85 L/min Pressure inside the autoclave (gauge pressure): 1.6 to 1.9 MPaG

オートクレーブの運転開始後、酸化反応開始前は共通配管を介して蒸気の吹き込みを行なった。また、酸化反応開始後は共通配管を介して冷却水の供給を常時行なった。5ヶ月の運転後、共通配管を確認したところ、閉塞は確認されなかった。 After the autoclave started operating, steam was injected through the common pipe before the oxidation reaction began. After the oxidation reaction began, cooling water was constantly supplied through the common pipe. After five months of operation, the common pipe was checked and no blockages were found.

(比較例1)
蒸気の吹き込みと冷却水の添加とを別々の配管で行なう構成のオートクレーブを用いて加圧酸化浸出を行なった。運転の条件は実施例と同様である。5ヶ月の運転後、蒸気配管を確認したところ、第1室および第2室に挿入された蒸気配管に閉塞が確認された。
(Comparative example 1)
Pressurized oxidation leaching was carried out using an autoclave configured to carry out steam injection and cooling water addition through separate piping. The operating conditions are the same as in the example. After 5 months of operation, the steam piping was checked and it was found that the steam piping inserted into the first and second chambers was clogged.

以上より、共通配管を介して蒸気と冷却水を択一的に供給する構成とすることで、配管の閉塞を抑制できることが確認できた。 From the above, it was confirmed that by having a configuration in which steam and cooling water are selectively supplied via a common pipe, clogging of the pipe can be suppressed.

1 オートクレーブ
10 槽
21 蒸気配管
22 冷却水配管
23 共通配管
1 Autoclave 10 Tank 21 Steam pipe 22 Cooling water pipe 23 Common pipe

Claims (6)

スラリーを滞留させる槽と、
前記槽内に前記スラリーを昇温する蒸気および前記スラリーを冷却する冷却水を択一的に供給する共通配管と、を備え
前記共通配管の排出端は前記スラリーの液面下に配置されている
ことを特徴とするオートクレーブ。
A tank for retaining slurry;
A common piping that selectively supplies steam to raise the temperature of the slurry and cooling water to cool the slurry into the tank ,
The discharge end of the common pipe is located below the liquid level of the slurry.
An autoclave characterized by:
前記共通配管の接続端に接続し、前記蒸気を供給する蒸気配管と、
前記共通配管の前記接続端に接続し、前記冷却水を供給する冷却水配管と、を備え、
前記共通配管の前記接続端は前記スラリーの液面上に配置されている
ことを特徴とする請求項記載のオートクレーブ。
a steam pipe connected to a connection end of the common pipe and supplying the steam;
a cooling water pipe connected to the connection end of the common pipe and supplying the cooling water,
The autoclave according to claim 1 , wherein the connection end of the common pipe is located above the liquid level of the slurry.
前記共通配管は、酸化反応開始前は前記蒸気が流れ、酸化反応開始後は前記冷却水が流れる
ことを特徴とする請求項1または2記載のオートクレーブ。
3. The autoclave according to claim 1, wherein the common pipe is used for flowing the steam before the start of the oxidation reaction and for flowing the cooling water after the start of the oxidation reaction.
前記スラリーは金属硫化物を含む原料スラリーであり、前記槽内において加圧酸化浸出される
ことを特徴とする請求項1~のいずれかに記載のオートクレーブ。
4. The autoclave according to claim 1 , wherein the slurry is a raw material slurry containing metal sulfides, and is subjected to pressure oxidative leaching in the tank.
金属硫化物を含む原料スラリーをオートクレーブに連続供給し、該金属硫化物を加圧酸化浸出して金属硫酸塩水溶液を得るにあたり、
酸化反応開始前は共通配管を通して前記スラリーに蒸気を吹き込み、
酸化反応開始後は前記共通配管を通して前記スラリーに冷却水を供給する
ことを特徴とするオートクレーブの操業方法。
A raw material slurry containing a metal sulfide is continuously fed to an autoclave, and the metal sulfide is subjected to pressure oxidative leaching to obtain an aqueous metal sulfate solution,
Before the oxidation reaction begins, steam is blown into the slurry through a common pipe,
A method for operating an autoclave, comprising the steps of: supplying cooling water to said slurry through said common pipe after the start of the oxidation reaction.
前記金属硫化物はニッケル硫化物であり、前記金属硫酸塩水溶液は硫酸ニッケル水溶液である
ことを特徴とする請求項記載のオートクレーブの操業方法。
6. The method of claim 5 , wherein the metal sulfide is nickel sulfide, and the metal sulfate aqueous solution is an aqueous nickel sulfate solution.
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