KR101568592B1 - Equipment for nickel recovery process having pressure stability of a reducing furnace - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 니켈 습식 제련 설비에 관한 것으로서, 니켈 습식 제련 공정 중의 환원로의 압력을 일정하게 유지함으로써 환원 공정을 안정적으로 수행하고, 수소 폭발을 방지하여 조업 안전성을 확보할 수 있는 설비에 관한 것이다.
The present invention relates to a nickel hydrometallurgical system, and more particularly, to a system capable of stably performing a reduction process by keeping the pressure of a reducing furnace constant during a nickel hydrometallurgical process, and preventing explosion of hydrogen to secure operational safety.
종래에는 광석을 환원함에 있어서는 일반적으로 환원제로 코크(Coke)를 사용하여 환원하고, 이후, 환원공정에서 환원된 광석은 후속 공정으로의 이송을 위해 대기 중이나 사일로(Silo)에 보관하였다. 이때, 상기 광석의 환원을 위해서는 광석을 로터리 킬른(Rotary Kiln. 이하, R/K)에서 코크를 사용하여 환원을 시키면서 로내의 압력은 음압으로 관리하였다.
Conventionally, in the reduction of ores, generally, coke is used as a reducing agent, and then the ores reduced in the reduction process are stored in the atmosphere or in a silo for transfer to a subsequent process. At this time, in order to reduce the ore, the ore was controlled by using a rotary kiln (hereinafter referred to as R / K) using a coke and the pressure in the furnace was controlled to be a negative pressure.
그러나, 코크를 환원제로 사용하는 경우에는 환원반응의 효율성이 낮고, 광석 표면에 카본이 침적하는 문제가 있다. 나아가, 습식 반응에서 수소가 발생하게 되는데, 발생된 수소를 재활용하는 것이 바람직하다.
However, when coke is used as a reducing agent, the efficiency of the reduction reaction is low, and there is a problem that carbon deposits on the surface of the ore. Further, hydrogen is generated in the wet reaction, and it is preferable to recycle the generated hydrogen.
이에, 최근 한국공개특허공보 제2009-0031321호 등에는 니켈 함유 원료를 수소를 이용하여 환원한 후에 산용액에 의한 침출공정 및 후속 석출 공정을 통해 니켈을 회수하는 방법이 개시되었다.
Recently, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0031321 discloses a method of recovering nickel through a leaching process using an acid solution and a subsequent precipitation process after reducing a nickel-containing raw material using hydrogen.
이와 같은 니켈 습식 제련 공정은 크게 건식공정, 습식공정, 제품화 공정으로 나뉜다. 여기서, 상기 건식 공정은 니켈 함유 광석 내에 포함된 수분을 제거하는 건조공정 및 소성공정, 건조 및 소성된 니켈 함유 광석을 환원로에서 환원하는 환원공정을 포함한다.
The nickel smelting process is divided into a dry process, a wet process, and a commercialization process. Here, the dry process includes a drying process for removing moisture contained in the nickel-containing ore and a calcining process, and a reducing process for reducing the dried and calcined nickel-containing ore in a reducing furnace.
이에, 이 중, 상기 습식공정은 환원로에서 배출된 환원광을 ?칭조(Quenching Tank. 이하, Q/T)에서 저장하여 환원광의 산화를 방지한 후, 산 용액에 침지하여 니켈을 침출하는 침출공정 및 상기 니켈이 침출된 침출액에 환원광을 공급하여 상기 침출액 중의 니켈과 환원광 중의 철의 치환석출 반응에 의해 니켈을 석출하는 석출단계를 포함한다.
In the wet process, the reducing light emitted from the reducing furnace is stored in a Quenching Tank (hereinafter referred to as Q / T) to prevent oxidation of the reducing light, and then the nickel is leached by immersion in an acid solution And a precipitation step in which nickel is precipitated by a substitution precipitation reaction of nickel in the leaching solution and iron in the reducing light by supplying a reducing light to the leaching solution in which the nickel is leached.
이와 같이, 수소를 환원제로 사용하는 공정에서는 수소가 외부 공기와 반응하는 경우에는 폭발에 의한 문제가 발생할 위험이 있는바, 환원가스가 외부 공기와 접촉하지 않도록 관리하는 것이 매우 중요하다. 그러나, 상기 문헌 등에는 이를 방지할 수 있는 기술에 대하여는 개시되어 있지 않다.
As described above, in the process of using hydrogen as a reducing agent, there is a risk of causing a problem due to explosion when hydrogen reacts with the outside air, so it is very important to keep the reducing gas from contacting with the outside air. However, the above documents do not disclose a technique that can prevent this.
본 발명은 환원반응의 효율성 증대 및 광석 표면 카본 침적을 막고, 습식반응에서 발생되는 수소를 재활용하기 위해 종래의 코크가 아닌 수소를 활용한 환원이 바람직하다.
In the present invention, it is desirable to reduce hydrogen utilizing hydrogen rather than conventional coke in order to increase the efficiency of the reduction reaction and prevent the deposition of carbon on the ore surface and recycle the hydrogen generated in the wet reaction.
그러나, 환원로 내부로 외부의 공기가 침투하는 경우에는 수소환원을 위한 수소와의 반응에 의해 폭발과 같은 문제가 일어나는바, 이를 방지하기 위한 조치가 요구된다.
However, when outside air permeates into the reducing furnace, a problem such as explosion occurs due to reaction with hydrogen for hydrogen reduction, and measures are required to prevent this.
본 발명은 수소를 환원제로 사용하여 니켈 함유 광석을 환원광으로 환원하는 환원로; 상기 환원로로부터 환원광이 공급되되, 상기 공급된 환원광이 물에 의해 슬러리화된 환원광 슬러리를 저장하는 적어도 하나의 ?칭조; 상기 ?칭조로부터 상기 환원광 슬러리가 공급되고, 산이 공급되며, 상기 산에 의해 환원광으로부터 니켈 이온이 침출되는 침출조; 및 상기 침출조로부터 니켈 이온을 함유하는 침출액이 공급되고, 상기 ?칭조로부터 상기 환원광 슬러리가 공급되되, 상기 침출액 중의 니켈 이온이 환원광 중의 철 이온과 치환하여 니켈이 석출되는 석출조를 포함하며, 상기 ?칭조는 ?칭조 내부의 가스 공급 및 배출에 의해 내부의 압력을 미리 설정된 허용 범위 내로 유지하는 압력유지수단을 구비하는 니켈 습식 제련 설비를 제공하고자 한다.The present invention relates to a reducing furnace for reducing nickel-containing ores with reduced light by using hydrogen as a reducing agent; At least one tincture in which the reduction light is supplied from the reduction path, and the supplied reduction light is a slurry of the reduced optical slurry by water; A precipitation tank in which the reducing optical slurry is supplied from the incubation tank, acid is supplied, and nickel ions are extracted from the reduced light by the acid; And a sedimentation tank in which a leaching solution containing nickel ions is supplied from the leaching tank, the reducing optical slurry is supplied from the leaching solution, and nickel ions in the leaching solution are replaced with iron ions in the reducing solution to precipitate nickel And a pressure holding means for maintaining the internal pressure within a predetermined allowable range by gas supply and discharge inside the quenching tank.
이때, 상기 환원로 및 ?칭조 사이에는 가스의 역류를 방지하는 밸브를 구비할 수 있으며, 상기 밸브는 로터리 밸브일 수 있다.At this time, a valve may be provided between the reducing furnace and the heating furnace to prevent backflow of the gas, and the valve may be a rotary valve.
한편, 상기 압력유지수단은 ?칭조 내부의 압력이 상기 압력 허용범위의 상한에 이를 때 개방하여 내부 가스를 배출하는 가스 배출구 및 상기 압력 허용치의 하한에 이를 때 개방하여 내부에 가스를 공급하는 가스 공급구를 포함하는 것일 수 있다.The pressure holding means may include a gas discharge port that opens when the pressure inside the pressure chamber reaches the upper limit of the pressure allowable range and discharges the internal gas and a gas supply port that opens when the pressure reaches the lower limit of the pressure tolerance, ≪ / RTI >
상기 ?칭조의 압력은 환원로의 압력과 동일한 압력 또는 그 이하인 것이 바람직하며, 또 다른 구현예로서, 상기 ?칭조의 압력은 환원로 압력과의 압력차가 0 초과 내지 15mbar 이하인 것이 바람직하다.It is preferable that the pressure of the equilibrium is equal to or less than the pressure of the reducing furnace. In another embodiment, the pressure difference between the reducing furnace and the reducing furnace pressure is preferably in the range of more than 0 to 15 mbar.
한편, 상기 환원로는 양압으로 유지되는 것이 바람직하다.On the other hand, the reducing furnace is preferably maintained at a positive pressure.
다른 구현예로서, 상기 ?칭조는 후단에 ?칭조 버퍼를 더 구비하며, 상기 ?칭조 버퍼는 환원광 슬러리가 상기 ?칭조로부터 공급된 후에 상기 침출조 및 석출조에 공급하는 것일 수 있다.In another embodiment, the washing bath further comprises a washing bath at the downstream end, and the wash buffer may be supplied to the washing bath and the precipitation bath after the reducing optical slurry is supplied from the washing bath.
상기 ?칭조 버퍼는 내부 압력이 증가할 때 내부의 가스를 배출하는 가스 배출구 및 내부 압력이 감소할 때 내부에 가스를 공급하는 가스 공급구를 더 포함할 수 있다.The charging buffer may further include a gas outlet for discharging the internal gas when the internal pressure is increased and a gas supply port for supplying the gas inside when the internal pressure is reduced.
상기 ?칭조 내부에 공급되는 가스는 수소, 불활성 가스 또는 이들의 혼합가스일 수 있다. 이때, 상기 ?칭조 내부에 공급되는 가스는 환원로에서 배출되는 잔류 수소가스, 침출조에서 침출공정 중에 생성된 수소가스, ?칭조에서 배출된 가스 또는 이들의 혼합 가스를 포함할 수 있다.The gas supplied to the inside of the furnace may be hydrogen, an inert gas or a mixed gas thereof. At this time, the gas supplied to the inside of the furnace may include residual hydrogen gas discharged from the reducing furnace, hydrogen gas generated during the leaching process in the settling tank, gas discharged from the furnace, or mixed gas thereof.
한편, 상기 ?칭조는 20 내지 60℃ 범위의 온도로 유지되는 것이 바람직하며, 상기 침출조는 60 내지 90℃ 범위의 온도에서 침출반응을 수행하는 것이 바람직하다.
The leaching tank is preferably maintained at a temperature ranging from 20 to 60 ° C., and the leaching tank preferably performs leaching reaction at a temperature ranging from 60 to 90 ° C.
본 발명에 따르면, ?칭조의 운전 조건에 따른 압력 변화를 상쇄하여 압력을 일정하게 유지할 수 있다.
According to the present invention, the pressure can be kept constant by canceling the pressure change according to the operating condition of the quenching tank.
나아가, 이와 같은 ?칭조의 압력을 일정하게 유지함으로써 환원로 내의 노압을 안정화시킬 수 있으며, 이를 통해 안정적 조업이 가능하고, 또 수소 폭발의 위험을 방지할 수 있어 조업 안전성을 확보할 수 있다.
Further, by keeping the pressure of the pressure equalization constant, it is possible to stabilize the pressure in the reducing furnace, thereby enabling stable operation and preventing the risk of hydrogen explosion, thereby securing operational safety.
도 1은 니켈 습식 제련 공정이 수행되는 설비로서, ?칭조의 운전에 따른 ?칭조 압력을 일정하게 유지할 수 있는 시스템을 구비한 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing an example of a system for performing a nickel wet smelting process and having a system capable of constantly maintaining the ignition pressure according to the operation of a quenching tank.
니켈 습식제련 공정은 크게 건식공정, 습식공정, 제품화 공정으로 나뉜다. 여기서, 상기 건식 공정은 니켈 함유 광석 내에 포함된 수분을 제거하는 건조공정 및 소성공정, 건조 및 소성된 니켈 함유 광석을 환원로에서 환원하는 환원공정을 포함한다.
Nickel wet smelting processes are divided into dry process, wet process, and commercialization process. Here, the dry process includes a drying process for removing moisture contained in the nickel-containing ore and a calcining process, and a reducing process for reducing the dried and calcined nickel-containing ore in a reducing furnace.
종래의 코크스를 환원제로 사용하여 환원공정을 수행하는 경우에는 환원로 내의 압력을 음압으로 관리하여, 외부로부터의 공기가 유입되는 조건으로 유지되었다. 그러나, 본 발명에서와 같이 수소가스를 환원제로 사용하는 경우에는 로 내부에 외부로부터의 공기가 유입되는 경우에는 환원공정 시 환원제로 사용된 수소와의 반응으로 인한 폭발 위험이 있다. 따라서, 환원로의 압력을 양압으로 유지하는 것이 바람직하다.
When the conventional coke is used as a reducing agent to perform the reduction process, the pressure in the reducing furnace is controlled by the negative pressure, and the condition is maintained such that the air from the outside is introduced. However, when hydrogen gas is used as a reducing agent as in the present invention, there is a risk of explosion due to a reaction with hydrogen used as a reducing agent in the reduction process when air is introduced into the furnace. Therefore, it is preferable to maintain the pressure of the reducing furnace at a positive pressure.
한편, 상기 습식공정은 환원로에서 배출된 환원광은 산용액에 침지하여 광석 중의 니켈을 침출하는 침출공정 및 상기 니켈이 침출된 침출액에 상기 환원광을 공급하여 상기 침출액 중의 니켈과 환원광 중의 철의 치환석출 반응에 의해 니켈을 석출하는 석출단계를 포함한다. 따라서, 상기 환원광은 침출 공정 및 석출 공정에 모두 공급된다.
Meanwhile, in the wet process, the reducing process is performed in such a manner that the reducing light emitted from the reducing furnace is dipped in an acid solution to leach nickel in the ore, and the reducing light is supplied to the leached nickel- To precipitate nickel by a substitutional precipitation reaction. Therefore, the reduction light is supplied to both the leaching step and the precipitation step.
통상, 니켈 습식 제련에 사용되는 니켈 광석은 상기 건식공정을 거친 후에 분화하여 극미분의 입자상태를 갖는다. 이러한 극미분의 환원광은 환원 이후 대기 중에 노출될 경우 즉시 재산화하게 된다. 따라서, 상기 환원로 후단으로 배출되는 환원광은 침출공정 및 석출공정에 공급하기 전에 물(여액)에 침지하여 외부 공기와의 접촉을 차단하는 것이 바람직하며, 이를 위해, 상기 환원로 후단에 ?칭조를 구비하여 저장한 후에 침출 공정 또는 석출 공정 등의 습식공정에 투입하는 것이 바람직하다.
Usually, the nickel ore used for the nickel wet smelting is subjected to the above-mentioned dry process and then differentiated to have a minute particle state. Reduced light from these minerals immediately reoxidize when exposed to the atmosphere after reduction. Therefore, it is preferable that the reducing light emitted to the downstream end of the reducing furnace is immersed in water (filtrate) before it is supplied to the leaching step and the precipitation step to block the contact with the outside air. To this end, It is preferable to put it in a wet process such as a leaching process or a precipitation process.
상기 환원로는 ?칭조 사이에는 ?칭조에 공급된 외부 공기가 환원로로 유입되는 것을 방지하여 환원로의 폭발을 방지하기 위해 ?칭조와 차단할 필요가 있다. 따라서, 상기 ?칭조와 환원로의 사이에는 환원로로부터의 환원광을 ?칭조로 이송하면서도 ?칭조의 가스가 환원로로 역류하는 것을 방지하기 위한 밸브가 설치되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 밸브는 가스의 역류를 방지할 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어, 로터리 밸브(Rotary Valve)를 들 수 있다.
The reducing furnace is required to prevent the external air supplied to the reducing furnace from flowing into the reducing furnace and to prevent the reducing furnace from explosion between the furnace and the furnace. Therefore, it is preferable that a valve is provided between the combustion chamber and the reduction furnace to prevent the gas of the combustion chamber from flowing back to the reduction furnace while transferring the reduced light from the reduction furnace to the combustion chamber. At this time, the valve is not particularly limited as long as it can prevent the back flow of the gas. For example, the valve may be a rotary valve.
한편, ?칭조로 물(여액)이 유입되는 경우에는 ?칭조 내부가 가압되면서 환원로 내부도 가압되게 된다. 이와 같이 ?칭조에 이상 고압이 걸리는 경우에는 환원로에 환원가스로서 투입되는 신 수소의 투입량 조정 등과 같은 운전 제어가 곤란할 수 있다.
On the other hand, when water (filtrate) is introduced into the quenching chamber, the inside of the quenching chamber is pressurized and the inside of the reducing chamber is also pressurized. In this way, when the high pressure is applied to the high-pressure tank, it may be difficult to perform the operation control such as the adjustment of the amount of the fresh hydrogen charged as the reducing gas to the reducing furnace.
또한, ?칭조의 환원광이 ?칭조로부터 배출되는 경우에는 ?칭조 내부의 압력이 감소하여 음압이 걸리게 되는데, 이러한 압력변화에 의해 환원로의 압력도 음압이 걸리게 된다. 환원로에 이와 같은 음압이 걸리는 경우에는 설비 제어 곤란 및 실링(sealing)에 문제를 야기할 수 있다.
In addition, when the reducing light from the quenching chamber is discharged from the quenching chamber, the pressure inside the quenching chamber is reduced and a negative pressure is applied to the quench chamber. If such a negative pressure is applied to the reduction furnace, it may cause difficulties in control of equipment and sealing.
따라서, ?칭조의 압력 변화가 환원로 내부에의 압력을 제어 가능한 일정 범위 내로 유지할 수 있도록 할 것이 요구된다. 보다 바람직하게는 상기 ?칭조의 압력은 환원로의 압력과 동압 이하의 압력으로 유지되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 ?칭조의 압력은 환원로 압력에 비하여 0mbar 초과 15mbar 이하의 범위의 압력차를 갖는 것이 설비의 제어 용이성 관점에서 보다 바람직하다.
Therefore, it is required that the pressure change of the quenching tank can keep the pressure inside the reducing furnace within a controllable range. More preferably, the pressure of the quenching tank is maintained at a pressure equal to or lower than the pressure of the reducing furnace. For example, it is more preferable from the viewpoint of ease of control of the facility that the pressure of the pressure vessel is in the range of more than 0 mbar and less than 15 mbar compared to the reducing furnace pressure.
이를 위해 ?칭조의 압력 변화에 따라 ?칭조 내부의 기체를 유출 또는 유입시킴으로써 압력변화를 상쇄할 수 있다. 보다 구체적으로, ?칭조 내부 압력이 증가하는 경우에는 ?칭조 내부의 기체를 외부로 배출함으로써 압력 상승을 억제하고, ?칭조 내부의 압력이 감소하는 경우에는 ?칭조 내부로 기체를 투입하여 내부 압력 하강을 보상할 수 있다.
For this purpose, the pressure change can be canceled by flowing or introducing the gas inside the quenching chamber according to the pressure change of the quenching chamber. More specifically, when the internal pressure of the internal combustion engine increases, the internal pressure of the internal combustion chamber is reduced by suppressing the internal pressure of the internal combustion chamber, and when the pressure inside the combustion chamber is reduced, Can be compensated.
예를 들어, 니켈 습식 제련 공정에 있어서, 환원광이 환원로에서 ?칭조로 공급될 때, 그리고 물(여액)이 ?칭조로 유입될 때 ?칭조 내부가 가압되는데, 이와 같은 가압 조건을 야기하는 운전이 있을 때에 ?칭조 내부의 기체를 배출함으로써 ?칭조의 압력변화를 억제할 수 있다.
For example, in a nickel hydrometallurgical process, when the reducing light is supplied to the quenching chamber in the reducing furnace and when the water (filtrate) is introduced into the quenching chamber, the quenching chamber is pressurized. It is possible to suppress the pressure change of the quenching tank by discharging the gas inside the quenching tank when the operation is in progress.
한편, 니켈 습식 제련 공정에 있어서, 환원광 슬러리가 ?칭조에서 배출될 때에 ?칭조 내부가 감압되는데, 상기와 같은 ?칭조 내부를 감압시키는 조건의 운전이 있을 때에 ?칭조 내부로 기체(압력 보상 가스)를 투입함으로써 ?칭조의 압력 변화(감압)를 억제하여 일정하게 유지할 수 있다.
On the other hand, in the nickel hydrometallurgical process, when the reduced optical slurry is discharged from the furnace, the inside of the furnace is depressurized. When there is an operation to decompress the inside of the furnace, The pressure change (decompression) of the pressure vessel can be suppressed and kept constant.
상기와 같은 ?칭조 내부를 감압시키는 운전은 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, ?칭조 내의 환원광 슬러리가 산 용액이 담지되어 침출공정이 수행되는 침출조로 배출되거나, 침출액이 담지되어 석출공정이 수행되는 석출조로 배출되거나, 또는 상기와 같은 침출조 또는 석출조로 배출되기 전에 버퍼로 이송되는 경우의 운전 등을 들 수 있다.
The operation for decompressing the inside of the furnace is not particularly limited. For example, the reduced optical slurry in the annealing furnace is discharged into the leach tank where the acid solution is carried and the leaching process is carried out, or the leaching solution is carried, , Or the operation in the case of being transferred to the buffer before being discharged to the precipitation tank or the precipitation tank as described above.
이와 같이 상기 ?칭조의 압력을 일정하게 유지하기 위해 본 발명의 ?칭조는 ?칭조 내부의 가스를 배출하여 압력을 강하하기 위한 가스 배출구 및 내부로 가스를 공급하여 압력을 상승시키기 위한 가스 공급구를 구비한다.
In order to keep the pressure of the pressure vessel constant in the above-described manner, the pressure vessel of the present invention includes a gas discharge port for discharging the gas inside the pressure chamber and for reducing the pressure, and a gas supply port Respectively.
다른 구현예로서, ?칭조 내부에 압력측정 수단을 구비함으로써 내부의 압력 변화가 감지되는 경우, 그 압력의 변화에 따라 가스를 유출 또는 유입시킴으로써 ?칭조 내부의 압력 변화를 억제할 수 있다. 이때, 보다 바람직하게는 상기 ?칭조 내에 유지되어야 할 압력 범위를 설정하고, 그 설정 범위의 상한 및 하한에 도달하는 경우에 상기와 같은 가스의 유출입을 통해 압력을 변화를 방지할 수도 있다.
According to another embodiment, when a change in the internal pressure is sensed by providing a pressure measuring means inside the sensing unit, the pressure change inside the sensing unit can be suppressed by flowing or flowing the gas according to the change in the pressure. In this case, it is more preferable to set the pressure range to be maintained within the above-mentioned range, and to prevent the pressure from changing through the above-mentioned flow of gas when the upper and lower limits of the set range are reached.
예를 들어, ?칭조가 유지해야 할 압력 범위를 5 내지 20mbar로 설정하고, ?칭조의 운전에 따른 압력이 20mbar에 이르는 경우에 ?칭조에 구비된 가스 배출구를 통해 분위기 가스를 배출하여 압력을 20mbar 이내로 유지시킬 수 있다. 한편, ?칭조 내부 압력이 5mbar에 이르는 경우 압력 보상 가스를 가스 공급구를 통해 투입하여 5mbar 이상으로 유지시킬 수 있다.
For example, if the pressure range to be maintained is set at 5 to 20 mbar and the atmospheric gas is discharged through the gas outlet provided in the quenching tank when the pressure according to the operation of the quenching tank reaches 20 mbar, . On the other hand, if the internal pressure is 5 mbar, the pressure compensation gas can be supplied through the gas supply port and maintained at 5 mbar or more.
이와 같은 ?칭조 내부의 압력을 일정하게 유지함에 있어서 ?칭조 내로 유입하는 압력 보상 가스로는 환원로에서 환원가스로 사용되는 수소, 상기 환원가스 및 환원광과 반응하지 않는 불활성가스, 또는 이들의 혼합가스인 것이 바람직하다. 상기 ?칭조는 환원공정에서 환원된 광석의 재산화 등을 방지하기 위해 질소와 같은 불활성 분위기로 유지될 수 있으며, 또, 환원광을 환원로에서 상기 ?칭조로 투입하는 공정 중에 환원가스로 사용된 수소 가스도 함께 ?칭조로 공급되는바, 상기와 같은 종류의 가스가 바람직하다.
The pressure compensating gas flowing into the quenching tank may be any one of hydrogen used as a reducing gas in the reducing furnace, inert gas not reacting with the reducing gas, or a mixed gas thereof . The quenching bath may be maintained in an inert atmosphere such as nitrogen in order to prevent reoxidation of the ore reduced in the reducing process, and may be maintained in an inert atmosphere such as nitrogen, and may be used as a reducing gas during the step of introducing the reducing light into the quenching bath The hydrogen gas is also supplied together with the hydrogen gas, and the gas of the above kind is preferable.
상기 압력 보상 가스는 신수소를 사용할 수 있음은 물론, 환원로에서 환원공정 후에 배출되는 미반응 환원가스를 회수하여 공급할 수 있으며, 침출 공정 중에 환원광이 산에 의해 침출되면서 발생되는 수소를 포집하여 공급할 수 있으며, 또한, ?칭조 압력 변화에 대한 압력 보상 가스로 재활용할 수 있다. 나아가, ?칭조의 압력 강하를 위해 ?칭조로부터 배출되는 가스를 환원로에 환원가스로 공급할 수도 있다.
The pressure compensating gas can be used for recovering the unreacted reducing gas discharged after the reducing process in the reducing furnace, and it is also possible to collect the hydrogen generated when the reducing light is leached by the acid during the leaching process And can also be recycled as a pressure compensating gas for pressure changes. Furthermore, it is also possible to supply the reducing gas with the gas discharged from the furnace for the pressure drop of the furnace.
한편, 상기 ?칭조는 하나의 환원로에 하나의 ?칭조를 구비되어 운전할 수 있음은 물론, 하나의 환원로에 2 이상의 ?칭조를 구비하고, 이들을 교대로 운전함으로써 생산성 향상을 도모할 수 있다.
Meanwhile, the above-mentioned quenching tank can be operated by providing a single quenching in a single reducing furnace, and it is also possible to provide two or more quenching furnaces in one reducing furnace, and by alternately operating them, productivity can be improved.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면 ?칭조의 운전에 따른 압력 변화를 상쇄하여 압력을 일정하게 유지하거나 또는 일정한 범위의 압력으로 유지되도록 관리할 수 있으며, 이로 인해 ?칭조의 압력 변화가 환원로에 영향을 끼치지 않도록 함으로써 안정적으로 환원공정을 수행할 수 있으며, 나아가, 환원제로 사용되는 수소가스의 폭발 위험을 억제하여 조업 안정성을 확보할 수 있다.
As described above, according to the present invention, it is possible to maintain the pressure constant or to maintain the pressure within a certain range by canceling the pressure change due to the operation of the quenching tank. As a result, It is possible to stably perform the reduction process by preventing the hydrogen gas from being influenced, and further, the risk of explosion of the hydrogen gas used as the reducing agent can be suppressed and the operational stability can be ensured.
상기한 바와 같이, ?칭조 내의 환원광 슬러리는 침출조 및 석출조로 공급되어 산에 의한 침출공정 및 석출공정이 수행된다. 이때, 상기 침출공정은 산에 의해 수행되는 침출반응으로서, 침출조 내의 온도 상승을 동반하는 발열반응이다. 이때, 침출조의 온도는 침출속도에 영향을 미치는 것으로서, 침출조의 온도가 높을수록 침출 속도가 빨라 침출시간을 단축시킬 수 있다.
As described above, the reduced optical slurry in the quenching bath is supplied to the precipitation tank and precipitation tank, and the leaching process and the precipitation process with acid are performed. At this time, the leaching step is a leaching reaction performed by an acid, and is an exothermic reaction accompanied by a temperature rise in the precipitation bath. At this time, the temperature of the leaching tank affects the leaching rate, and as the temperature of the leaching tank is higher, the leaching rate is faster and the leaching time can be shortened.
그러나, 침출 온도가 지나치게 높으면 이를 위한 설비의 가격 상승을 초래할 수 있는바, 침출조에서의 침출은 20℃ 이상의 온도에서 수행하면 양호한 속도로 침출공정을 수행할 수 있으며, 60 내지 90℃의 범위에서 수행되는 것이 보다 바람직하며, 70 내지 85℃의 범위에서 수행되는 것이 가장 바람직하다.
However, if the leaching temperature is excessively high, the leaching process in the leaching tank may be performed at a temperature higher than 20 캜, and the leaching process can be performed at a satisfactory rate. In the range of 60 to 90 캜 More preferably, it is carried out in the range of 70 to 85 캜.
또한, 상기 버퍼에서의 환원광 슬러리는 석출조에도 공급되어 석출공정이 수행되는데, 상기 석출공정 역시 석출 효율 측면에서 석출조의 온도를 적절한 범위로 유지하는 것이 바람직하다. 상기 석출조의 온도범위로는 60-100℃의 범위인 것이 바람직하다.
In addition, the reduced optical slurry in the buffer is also supplied to the precipitation tank to carry out the precipitation process. It is also preferable that the temperature of the precipitation tank is maintained in an appropriate range in terms of precipitation efficiency. The temperature range of the precipitation bath is preferably in the range of 60-100 ° C.
상기 침출공정 및 석출공정은 환원로에서 공급된 환원광이 버퍼에서 슬러리화된 후에 침출조로 공급되는 것인바, 침출조로 공급되는 슬러리의 온도가 상기 침출 및 석출공정의 온도조건에 영향을 미치며, 따라서, 상기 ?칭조의 슬러리 온도는 20 내지 60℃ 범위의 온도를 갖도록 제어되는 것이 바람직하며, 30 내지 60℃ 범위의 온도를 갖도록 제어되는 것이 보다 바람직하다. 상기 범위의 온도를 갖는 경우에 침출 및 석출공정에서 수행되는 온도 조건을 충족시키기 위한 별도의 운전을 생략하거나 노력을 최소화할 수 있어 공정 효율 면에서 바람직하다.
In the leaching step and the precipitation step, the reducing light supplied from the reducing furnace is supplied to the leaching tank after being slurried in the buffer. The temperature of the slurry supplied to the leaching tank influences the temperature condition of the leaching and precipitation process, , The slurry temperature of the above-mentioned slurry is preferably controlled to have a temperature in the range of 20 to 60 ° C and more preferably controlled to have a temperature in the range of 30 to 60 ° C. In the case of having the temperature in the above range, the separate operation for satisfying the temperature condition to be performed in the leaching and precipitation process can be omitted or the effort can be minimized, which is preferable in terms of process efficiency.
따라서, 상기 ?칭조에 공급된 물의 양은 상기 온도 범위를 유지하도록 환원로에서 ?칭조로 공급되는 환원광의 량을 고려하여 공급되는 것이 바람직하다.
Therefore, it is preferable that the amount of water supplied to the washing tank is supplied in consideration of the amount of the reducing light supplied to the washing tank in the reducing furnace so as to maintain the temperature range.
한편, 본 발명에 있어서, 필요에 따라 상기 ?칭조의 환원광 슬러리를 침출조 또는 석출조로 공급하기 전에 일시 저장하는 ?칭조 버퍼를 구비할 수 있으며, 상기 ?칭조 버퍼 역시 운전에 따른 압력 변화를 억제하기 위해 상기 ?칭조와 동일하게 압력 유지수단을 구비할 수 있다.
In the present invention, it is also possible to provide a calibration buffer for temporarily storing the reduced optical slurry before supplying the reduced optical slurry to the precipitation tank or the precipitation tank, if necessary, and the calibration buffer may also suppress The pressure holding means may be provided in the same manner as the above-mentioned pressure holding means.
즉, ?칭조 버퍼의 압력이 증가하는 조업이 수행되는 경우에는 상기 ?칭조 버퍼의 압력 강하를 위해 분위기 가스를 배출하여 압력 변화를 억제할 수 있다. 이를 통해 상기 ?칭조에서의 압력 변화를 보다 완화시킬 수 있고, 또 ?칭조에서의 압력 유지 수단의 운전을 줄일 수 있어 바람직하다. 이를 위해, 상기 ?칭조 버퍼 또한 분위기 가스의 배출을 위한 가스 배출구 및 압력 보상 가스 공급을 위한 가스 공급구를 구비할 수 있다.
That is, when the operation of increasing the pressure of the? Ting buffer is performed, the atmospheric gas may be discharged to suppress the pressure change for the pressure drop of the? This makes it possible to more reliably alleviate the pressure change in the above-mentioned tilting and to reduce the operation of the pressure maintaining means in the tilting. For this purpose, the above-mentioned tuning buffer may also have a gas outlet for discharging the atmospheric gas and a gas supply port for supplying the pressure compensating gas.
이때, 구체적인 공정 조건은 상기 ?칭조에 대한 설명한 바와 다르지 않는 것으로서, 기술적으로 모순되는 등의 문제가 없는 한 ?칭조에 대한 구성을 ?칭조 버퍼에도 적용될 수 있다. 따라서 중복 기재를 피하기 위해 여기서는 구체적인 설명을 생략하지만, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 기술자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
In this case, the specific process condition is not different from the description of the above-mentioned process, and the configuration of the process process may be applied to the process of purer buffer unless there is a technical inconsistency or the like. Therefore, detailed description will be omitted here to avoid redundant description, but it will be easily understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부 도면을 들어 보다 구체적으로 설명한다. 첨부된 도 1은 니켈 습식 제련 공정이 수행되는 설비에 있어서, ?칭조의 운전에 따른 ?칭조 압력을 일정하게 유지하는 시스템을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 첨부 도면 및 이하의 설명은 본 발명에 따른 일 예로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것이 아니다.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. By way of example, the present invention is not limited thereto.
도 1에 나타난 니켈 습식 제련 공정을 수행하는 설비는 환원제에 의해 니켈 광석을 환원하는 환원로(1), 물이 담지되며, 상기 환원로(1)에서 환원된 환원광을 물(여액) 속에 침지하여 환원광의 산화를 방지하는 ?칭조1(4) 및 ?칭조2(5), 상기 ?칭조에 물(여액)을 공급하는 여액조(3), 상기 ?칭조1(4) 및 ?칭조2(5)의 환원광 슬러리가 공급되는 ?칭조 버퍼(6), 상기 ?칭조 버퍼(6)로부터 환원광 슬러리가 공급되며, 산에 의해 환원광으로부터 니켈을 침출하는 침출반응이 수행되는 침출조1(7) 및 침출조2(8), 그리고, 상기 ?칭조 버퍼(6)로부터 환원광 슬러리가 공급되고, 상기 침출조로부터 침출액이 공급되어 용액 중의 침출액이 환원광의 철과 치환하여 니켈의 석출반응이 일어나는 석출조(9)를 구비한다.The apparatus for performing the nickel wet-smelting process shown in FIG. 1 includes a reducing furnace 1 for reducing nickel ore by a reducing agent, water is supported, and a reducing light reduced in the reducing furnace 1 is immersed in water (4) and? Ting 2 (5) for preventing oxidation of the reduction light, a filtrate tank (3) for supplying water (filtrate) to the filtration tank, 1) in which a reducing optical slurry is supplied from the reducing optical slurry from the reducing buffer slurry (6), the leaching reaction in which nickel is leached from the reducing light by the acid, 7, the precipitation tank 2 (8) and the
또한, 상기 ?칭조1(4), ?칭조2(5) 및 ?칭조 버퍼(6)은 내부의 분위기 가스가 배출되는 가스 배출구(12) 및 압력 보상 가스가 공급되는 가스 공급구(13 및 14)를 각각 구비한다.The
상기 환원로(1)에서 환원된 환원광을 로터리 밸브(2)를 통해 여액조로부터 공급된 물(여액)이 채워져 있는 ?칭조1(4)로 투입하여 상기 환원광을 침적하였다. 상기 환원광을 투입하기 전의 ?칭조는 상기 환원로의 압력에 비하여 5 내지 15mbar의 압력차이로 낮게 유지하도록 설정한다. Reduced light reduced in the reducing furnace 1 was introduced into a
상기 환원광을 투입할 때, 환원광 투입에 따른 ?칭조1(4)의 압력을 압력측정장치(11)로 측정하고, 압력 상승 정도를 모니터링한다. 환원로와의 압력차가 5mbar에 다다를 때 가스 배출구(12)를 개방하여 ?칭조1(4) 내부의 가스를 배출하여 5mbar보다 큰 압력차를 갖도록 제어한다.When the reducing light is input, the pressure of the ignition 1 (4) due to the input of the reducing light is measured by the pressure measuring device (11), and the pressure rising degree is monitored. When the pressure difference with the reducing furnace reaches 5 mbar, open the gas outlet (12) to discharge the gas inside the tentator 1 (4) and control to have a pressure difference larger than 5 mbar.
상기 ?칭조1(4)로의 환원광 투입이 종료될 때 환원로와의 압력차가 상기 범위 내에 있음을 확인하고, 상기 가스 배출구(12)를 닫는다. 이어서 환원로로부터 ?칭조2(5)로 환원광을 투입한다. 이때, ?칭조1(4)에서와 동일한 조작을 통해 압력차를 상기 범위로 유지한다.When the input of the reducing light to the ignition 1 (4) is completed, it is confirmed that the pressure difference with the reducing furnace is within the above range, and the
상기 ?칭조1(4)의 환원광 슬러리를 ?칭조 버퍼(6)로 이송한다. 이때, 상기 ?칭조의 압력을 측정하여 압력 강하 정도를 모니터링한다. ?칭조1(4)의 압력이 환원로(1)의 압력에 대한 압력차가 15mbar 정도가 되도록 압력강하가 일어날 때 가스 공급구(13)를 개방하여 압력보상가스를 ?칭조1(4)로 투입한 후, 환원광 슬러리의 배출이 종료될 때, 가스 공급구(13)를 닫는다.And the reduced optical slurry of the tilting 1 (4) is transferred to the trimming
이와 함께, ?칭조 버퍼(6)의 압력 상승을 모니터링하고, 상기 ?칭조1(4)로 환원광이 공급될 때 압력 상승을 억제하기 위한 것과 동일한 제어를 통해 ?칭조 버퍼(6)의 압력 상승을 억제한다.At the same time, the pressure rise of the?
상기 ?칭조 버퍼(6)에 공급된 환원광 슬러리를 염산이 담긴 침출조1(7)에 공급한다. 이때, ?칭조 버퍼(6)의 압력을 측정하고, 환원광 슬러리의 배출에 따른 압력 강하를 모니터링한다. 압력 강하가 설정된 최저치에 이를 때 압력보상가스 공급을 위한 가스 공급구(14)를 개방하여 가스를 공급하여 압력을 설정된 범위로 유지한다. 상기 환원광 슬러리의 공급을 종료하고, 이어서 가스 공급구(14)를 닫는다.
The reduced optical slurry supplied to the
1: 환원로 2: 로터리 밸브
3: 여액조
4: ?칭조1 5: ?칭조2
6: ?칭조 버퍼
7: 침출조1 8: 침출조2
9: 석출조 11: 압력측정장치
12: 가스 배출구
13: 가스 공급구(수소) 14: 가스 공급구(질소)1: Reduction furnace 2: Rotary valve
3: filtrate tank
4: Tutoring 1 5: Tutoring 2
6:
7: settling tank 1 8: settling
9: Pressure gauge 11: Pressure measuring device
12: gas outlet
13: gas supply port (hydrogen) 14: gas supply port (nitrogen)
Claims (13)
상기 환원로로부터 환원광이 공급되되, 상기 공급된 환원광이 물에 의해 슬러리화된 환원광 슬러리를 저장하는 적어도 하나의 ?칭조;
상기 ?칭조로부터 상기 환원광 슬러리가 공급되고, 산이 공급되며, 상기 산에 의해 환원광으로부터 니켈 이온이 침출되는 침출조; 및
상기 침출조로부터 니켈 이온을 함유하는 침출액이 공급되고, 상기 ?칭조로부터 상기 환원광 슬러리가 공급되되, 상기 침출액 중의 니켈 이온이 환원광 중의 철 이온과 치환하여 니켈이 석출되는 석출조를 포함하며,
상기 ?칭조는 ?칭조 내부의 압력을 가스 공급 및 배출에 의해 미리 설정된 허용 범위 내로 유지하는 압력유지수단을 구비하는 니켈 습식 제련 설비.
A reducing furnace for reducing nickel-containing ores with reduced light by using hydrogen as a reducing agent;
At least one tincture in which the reduction light is supplied from the reduction path, and the supplied reduction light is a slurry of the reduced optical slurry by water;
A precipitation tank in which the reducing optical slurry is supplied from the incubation tank, acid is supplied, and nickel ions are extracted from the reduced light by the acid; And
A sedimentation tank in which a leaching solution containing nickel ions is supplied from the leaching tank, the reducing optical slurry is supplied from the leaching tank, and nickel ions in the leaching solution are replaced with iron ions in the reducing light to precipitate nickel,
And the pressure-maintaining means for maintaining the pressure inside the quenching chamber within a predetermined allowable range by gas supply and discharge.
The nickel-based hydrometallurgical plant according to claim 1, further comprising a valve for preventing back flow of gas between the reducing furnace and the furnace furnace.
3. The nickel-based smelting plant of claim 2, wherein the valve is a rotary valve.
The gas pressure control apparatus according to claim 1, wherein the pressure maintaining means comprises: a gas outlet which opens when the pressure inside the gas purifier reaches the upper limit of the pressure allowable range and discharges the internal gas; And a gas supply port for supplying the molten metal to the nickel-based smelting furnace.
The nickel-based hydrometallurgical plant according to claim 1, wherein the pressure of the quenching tank is equal to or lower than the pressure of the reducing furnace.
6. The nickel-based hydrometallurgical plant according to claim 5, wherein the pressure of the quenching tank is a pressure difference between the pressure of the reducing furnace and the pressure of the reducing furnace is more than 0 and not more than 15 mbar.
The nickel hydrometallating plant according to claim 1, wherein the reducing furnace is maintained at a positive pressure.
The apparatus of claim 1, wherein the etching bath further comprises a trimming buffer at a downstream end thereof, wherein the trimming bath supplies the reducing optical slurry to the precipitation tank and the precipitation tank after being supplied from the etching bath, .
The nickel-based hydrometallurgical plant according to claim 8, wherein the ignition buffer further comprises: a gas outlet for discharging gas inside when the internal pressure is increased; and a gas supply port for supplying gas therein when the internal pressure is reduced.
The nickel-based smelting plant according to claim 1, wherein the gas supplied into the furnace is hydrogen, an inert gas or a mixed gas thereof.
11. The method as claimed in claim 10, wherein the gas supplied to the inside of the furnace is a mixture of unreacted hydrogen gas discharged from the reducing furnace, hydrogen gas generated in the leaching process, hydrogen gas discharged from the leaching tank, And a gas containing nickel.
2. A nickel-based hydrometallurgical plant as claimed in claim 1, wherein the quenching bath is maintained at a temperature ranging from 20 to 60 占 폚.
The nickel hydrometallating plant of claim 1, wherein the leaching tank performs a leaching reaction at a temperature in the range of 60 to 90 占 폚.
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| JP2001164306A (en) | 1999-12-07 | 2001-06-19 | Kawasaki Steel Corp | Device or controlling furnace op pressure in solid reducing agent filling type smelting reduction furnace |
| JP2003041310A (en) | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Kobe Steel Ltd | Method for manufacturing molten metal |
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