WO2016117051A1 - 鉱石スラリー製造設備および鉱石スラリー製造方法 - Google Patents

鉱石スラリー製造設備および鉱石スラリー製造方法 Download PDF

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ore
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知尚 福家
中野　修
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住友金属鉱山株式会社
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • the present invention relates to an ore slurry production facility and an ore slurry production method. More specifically, for example, an ore slurry production facility for producing a slurry of nickel oxide ore to be sent to a high temperature pressurized sulfuric acid leaching process in hydrometallurgy using a high temperature pressurized sulfuric acid leaching method for recovering nickel from nickel oxide ore And an ore slurry manufacturing method.
  • High-pressure pressurization is a high-pressure acid leaching method (HPAL: High Pressure Pressure Acid Leaching) using sulfuric acid as a hydrometallurgical process for recovering valuable metals such as nickel and cobalt from low-grade nickel oxide ores such as limonite ore
  • HPAL High Pressure Pressure Acid Leaching
  • a pretreatment step (1) As shown in FIG. 2, in the hydrometallurgical process for obtaining a nickel / cobalt mixed sulfide from nickel oxide ore, a pretreatment step (1), a high-temperature pressurized sulfuric acid leaching step (2), and a solid-liquid separation step (3 ), Neutralization step (4), dezincification step (5), sulfurization step (6), and detoxification step (7) (for example, Patent Document 1).
  • nickel oxide ore is crushed and classified to produce ore slurry.
  • sulfuric acid is added to the ore slurry obtained in the pretreatment step (1), and stirred at 220 to 280 ° C. to obtain high temperature pressure acid leaching to obtain a leaching slurry.
  • the leaching slurry obtained in the high-temperature pressurized sulfuric acid leaching step (2) is subjected to solid-liquid separation, and a leachate containing nickel and cobalt (hereinafter referred to as “crude nickel sulfate aqueous solution”). A leach residue is obtained.
  • the neutralization step (4) the crude nickel sulfate aqueous solution obtained in the solid-liquid separation step (3) is neutralized.
  • hydrogen sulfide gas is added to the crude nickel sulfate aqueous solution neutralized in the neutralization step (4) to precipitate and remove zinc as zinc sulfide.
  • the sulfidation step (6) hydrogen sulfide gas is added to the dezincification final solution obtained in the dezincification step (5) to obtain a nickel / cobalt mixed sulfide and a nickel poor solution.
  • the detoxification step (7) the leaching residue generated in the solid-liquid separation step (3) and the nickel poor solution generated in the sulfidation step (6) are detoxified.
  • the nickel oxide ore is crushed and classified to a predetermined size or less using a wet sieve, Slurry and send to high temperature pressurized sulfuric acid leaching process.
  • the ore slurry sent to the high-temperature pressurized sulfuric acid leaching process has several types of nickel oxidation so that the acid consumption in the high-temperature pressurized sulfuric acid leaching process, the nickel concentration of the resulting leachate, and other impurity concentrations are at a predetermined ratio. Made by blending ores.
  • the solid component ratio of the ore slurry obtained at this point is as low as 10-20%, so if it is sent to the high-temperature pressurized sulfuric acid leaching process as it is, In this process, the nickel concentration is low, the amount of liquid for treating the same nickel amount is increased, and nickel cannot be efficiently recovered. Therefore, a thickener is used to increase the solid component ratio of the ore slurry and then send it to the high-temperature pressurized sulfuric acid leaching process. Thereby, the amount of nickel passing per unit time to the high-temperature pressurized sulfuric acid leaching process increases, and the nickel recovery efficiency is increased.
  • the ore slurry sent to the high-temperature pressure sulfuric acid leaching step can increase the amount of nickel passing through the high-temperature pressure sulfuric acid leaching step per unit time as the solid component ratio increases.
  • the solid component ratio is adjusted to be maintained at an optimum value (40 to 45%).
  • the solid component ratio of the ore slurry obtained from the thickener depends on the blended ore type, the blend ratio, the type of flocculant used for thickening, the amount added, and the like. Therefore, conventionally, depending on the type of blended ore and blend ratio, the type and amount of flocculant are adjusted with reference to past data and the rules of worker's experience to obtain an ore slurry with the desired solid component ratio. It was. However, it has been difficult to carry out thickening operation management so that an ore slurry having a target solid component ratio can be stably obtained even by skilled workers.
  • ore slurries having a predetermined solid component ratio in each thickener are mixed in a stirring tank at a predetermined ratio, and ore slurry having a target solid component ratio is obtained.
  • a method for obtaining an ore slurry having a target solid component ratio can be obtained without being affected by the blended ore species and blend ratio.
  • an object of the present invention is to provide an ore slurry production facility and an ore slurry production method capable of uniformly mixing ore slurries having different solid component ratios and continuously feeding a large amount of ore slurry. .
  • the ore slurry manufacturing equipment of the first invention is supplied from a plurality of thickeners having different thickening effects, a small-capacity premixing device for premixing ore slurries obtained from the plurality of thickeners, and the premixing device. And a large-capacity main mixing device for mixing the ore slurry.
  • the ore slurry manufacturing facility according to a second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the premixing device is a stirring tank including a tank body and a stirring blade rotating inside the tank body.
  • the ore slurry manufacturing facility according to the third invention is characterized in that, in the first invention, the residence time of the ore slurry in the premixing device is 20 seconds to 5 minutes.
  • the ore slurry manufacturing facility is characterized in that, in the first invention, the effective volume of the premixing device is 1 to 15 m 3 .
  • the ore slurry manufacturing method of the fifth invention ore slurry having different solid component ratios are premixed by a small-capacity premixing device, and the ore slurry supplied from the premixing device is mixed by a large-capacity main mixing device. It is characterized by.
  • the ore slurry production method of the sixth invention is characterized in that, in the fifth invention, the premixing device is a stirring tank comprising a tank body and a stirring blade rotating inside the tank body.
  • the ore slurry manufacturing method of the seventh invention is characterized in that, in the fifth invention, the residence time of the ore slurry in the premixing device is adjusted to 20 seconds to 5 minutes.
  • the ore slurry production method of the eighth invention is characterized in that, in the fifth invention, the effective volume of the premixing device is 1 to 15 m 3 .
  • ore slurries with different solid component ratios are premixed with a small-capacity premixing device, so that they can be mixed uniformly. Moreover, since the ore slurry is temporarily stored in a large-capacity main mixing device, a large amount of ore slurry can be continuously fed.
  • the premixing device is a stirring tank, wear and clogging due to ore slurry are unlikely to occur, and maintenance is good.
  • the residence time of the ore slurry in the premixing device is 20 seconds to 5 minutes, ore slurries with different solid component ratios can be sufficiently mixed.
  • the equipment cost can be reduced by reducing the capacity of the premixing device.
  • the effective volume of the premixing device is 1 to 15 m 3 , ore slurries having different solid component ratios can be sufficiently mixed. Further, the equipment cost can be reduced by reducing the capacity of the premixing device.
  • ore slurries with different solid component ratios are premixed by the small volume premixing device, so that they can be mixed uniformly. Moreover, since the ore slurry is temporarily stored in a large-capacity main mixing device, a large amount of ore slurry can be continuously fed.
  • the premixing device is a stirring tank, wear and clogging due to ore slurry are unlikely to occur, and maintenance is good.
  • the ore slurry residence time in the premixing apparatus is 20 seconds to 5 minutes, so that ore slurries with different solid component ratios can be sufficiently mixed. Further, the equipment cost can be reduced by reducing the capacity of the premixing device.
  • the effective volume of the premixing device is 1 to 15 m 3 , ore slurries having different solid component ratios can be sufficiently mixed. Further, the equipment cost can be reduced by reducing the capacity of the premixing device.
  • the ore slurry manufacturing facility is a hydrometallurgical process using a high-temperature pressure sulfuric acid leaching method for recovering nickel from nickel oxide ore. Used for manufacturing. That is, the ore slurry production facility produces a concentrated ore slurry by crushing and classifying nickel oxide ore into a raw material ore slurry, and concentrating the raw ore slurry to a target solid component ratio. .
  • the ore slurry manufacturing facility A of this embodiment includes a first thickener 10, a second thickener 20, a preliminary stirring tank 30, a main stirring tank 40, and a control device 50.
  • the preliminary stirring tank 30 corresponds to the “preliminary mixing device” described in the claims
  • the main stirring tank 40 corresponds to the “main mixing device” described in the claims.
  • Each thickener 10, 20 includes a thickener main body having a cylindrical outer frame and a conical bottom having a deep central portion, and a rake that rotates inside the thickener main body.
  • the ore slurry supplied to the thickener body settles and agglomerates to form an upper supernatant liquid part and a lower sedimentation concentration part, and ore concentrated from the slurry recovery port provided at the bottom of the thickener body.
  • the slurry is collected.
  • a floc is formed by adding a flocculant to the thickener body.
  • the sediment concentration of the ore slurry is advanced in the sedimentation concentration section to ensure a uniform deposition state.
  • the preliminary stirring tank 30 is a stirring tank provided with a tank body 31 and a paddle type stirring blade 32 that rotates inside the tank body 31.
  • the main stirring tank 40 is a stirring tank provided with a tank body 41 and a paddle type stirring blade 42 that rotates inside the tank body 41.
  • the preliminary stirring tank 30 and the main stirring tank 40 the preliminary stirring tank 30 has a relatively small capacity, and the main stirring tank 40 has a large capacity.
  • the first thickener 10 and the second thickener 20 are connected in parallel.
  • the first raw ore slurry is supplied to the first thickener 10, and the first intermediate ore slurry obtained from the first thickener 10 is supplied to the preliminary stirring tank 30.
  • the second raw ore slurry is supplied to the second thickener 20, and the second intermediate ore slurry obtained from the second thickener 20 is also supplied to the preliminary stirring tank 30.
  • the first intermediate ore slurry and the second intermediate ore slurry are premixed in the preliminary stirring tank 30, then mixed in the main stirring tank 40, and sent to the high-temperature pressurized sulfuric acid leaching process as a concentrated ore slurry.
  • first raw ore slurry the ore slurry supplied to the first thickener 10
  • second raw ore slurry the ore slurry supplied to the second thickener 20
  • first intermediate ore slurry the ore slurry obtained from the second thickener 20
  • second intermediate ore slurry the ore slurry obtained from the main stirring tank 40 is “concentrated ore slurry”. Called.
  • the thickening effect means the degree of the solid component ratio of the obtained ore slurry
  • the high thickening effect means that an ore slurry having a high solid component ratio is obtained.
  • the thickening effect depends on the shape and size of the thickener.
  • the first raw ore slurry supplied to the first thickener 10 is obtained by crushing nickel oxide ore and classifying it to a predetermined size (for example, 2 mm) or less using a wet sieve, and further adding a plurality of types of nickel oxide ore. Blended and slurried.
  • the second raw material ore slurry supplied to the second thickener 20 is also a slurry obtained by blending a plurality of types of nickel oxide ores.
  • the first raw ore slurry and the second raw ore slurry may be the same or different in ore species and blend ratio to be blended.
  • the solid component ratio of the first raw material ore slurry and the second raw material ore slurry is 10 to 20%.
  • the first raw ore slurry is concentrated by the first thickener 10 to obtain a first intermediate ore slurry.
  • the solid component ratio of the first intermediate ore slurry is adjusted to be a first solid component ratio lower than the target solid component ratio as the concentrated ore slurry.
  • a thickener having a low thickening effect is used as the first thickener 10 so that a first intermediate ore slurry having a first solid component ratio is obtained.
  • the second raw ore slurry is concentrated by the second thickener 20 to obtain a second intermediate ore slurry.
  • the solid component ratio of the second intermediate ore slurry is adjusted so as to be higher than the target solid component ratio as the concentrated ore slurry.
  • a thickener having a high thickening effect is used as the second thickener 20 so that the second intermediate ore slurry having the second solid component ratio can be obtained.
  • the first intermediate ore slurry is supplied to the preliminary stirring tank 30 by driving the first pump 11, and the second intermediate ore slurry is supplied to the preliminary stirring tank 30 by driving the second pump 21.
  • the control device 50 controls the operation of the first pump 11 and the second pump 21 to control the supply amounts of the first intermediate ore slurry and the second intermediate ore slurry supplied to the preliminary stirring tank 30.
  • the mixing ratio of the first intermediate ore slurry having the first solid component ratio and the second intermediate ore slurry having the second solid component ratio is adjusted, and the target solid component ratio ( For example, 40-45%) of concentrated ore slurry is produced.
  • First and second intermediate ore slurries having different solid component ratios obtained from the first and second thickeners 10 and 20 are first premixed in the preliminary stirring tank 30. Then, the ore slurry supplied from the preliminary stirring tank 30 is mixed in the main stirring tank 40 and then sent to the high-temperature pressurized sulfuric acid leaching step.
  • the first and second intermediate ore slurries having different solid component ratios are premixed in the small-capacity pre-stirring tank, so that they can be mixed uniformly and a concentrated ore slurry having no variation in the solid component ratio can be produced. .
  • the preliminary stirring tank 30 and the main stirring tank 40 since it mixes in two steps, the preliminary stirring tank 30 and the main stirring tank 40, a 1st, 2nd intermediate ore slurry can be mixed uniformly also by this.
  • the fluctuation in the solid component ratio of the concentrated ore slurry sent to the high-temperature pressurized sulfuric acid leaching process is reduced, the amount of nickel put into the high-temperature pressurized sulfuric acid leaching process is stabilized, and efficient nickel recovery can be performed.
  • the concentrated ore slurry is temporarily stored in the large-capacity main stirring tank 40, a large amount of concentrated ore slurry can be continuously fed to the high-temperature pressurized sulfuric acid leaching process.
  • the residence time of the ore slurry in the preliminary stirring tank 30 it is preferable to adjust the residence time of the ore slurry in the preliminary stirring tank 30 to 20 seconds to 5 minutes.
  • the first and second intermediate ore slurries having different solid component ratios can be sufficiently mixed.
  • equipment cost can be reduced by making the preliminary stirring tank 30 into a small capacity.
  • a preliminary stirring tank 30 having an effective volume of 1 to 15 m 3 may be used. If the effective volume of the preliminary stirring tank 30 is 1 to 15 m 3 , the first and second intermediate ore slurries having different solid component ratios can be sufficiently mixed. Moreover, equipment cost can be reduced by making the preliminary
  • a preliminary mixing device having another configuration may be used instead of the preliminary stirring tank 30, instead of the preliminary stirring tank 30, a preliminary mixing device having another configuration.
  • a mixing device such as a static mixer, there is a risk of wear or clogging due to ore slurry. Therefore, the agitation tank is less susceptible to wear and clogging due to the ore slurry, and is easier to maintain.
  • the two thickeners 10 and 20 having different thickening effects are provided.
  • three or more thickeners may be provided and ore slurry obtained therefrom may be mixed.
  • the concentrated ore slurry was manufactured using the ore slurry manufacturing equipment A of the said embodiment shown in FIG.
  • the preliminary stirring tank 30 is a stirring tank provided with a paddle type stirring blade, and its effective volume is about 3.2 m 3 .
  • the residence time of the ore slurry in the preliminary stirring tank 30 is about 1 minute on average.
  • the main stirring tank 40 is a stirring tank provided with a paddle type stirring blade, and has an effective volume of about 1,700 m 3 .
  • the solid component ratio of the first intermediate ore slurry obtained from the first thickener 10, the second intermediate ore slurry obtained from the second thickener 20, and the concentrated ore slurry obtained from the main agitation tank 40 is 7 per hour. Measurements were made daily (number of measurement data: 168 points). Table 1 shows the maximum value, the minimum value, the average value, and the standard deviation of the solid component ratio of each ore slurry.
  • the average value of the solid component ratio of the first intermediate ore slurry was 38.5%, and the standard deviation was 1.4%.
  • the average value of the solid component ratio of the second intermediate ore slurry was 44.6%, and the standard deviation was 0.9%.
  • the average value of the solid component ratio of the concentrated ore slurry was 43.5%, the maximum value was 44.9%, the minimum value was 41.5%, and the standard deviation was 0.7%.
  • the solid component ratio of the first intermediate ore slurry obtained from the first thickener 10, the second intermediate ore slurry obtained from the second thickener 20, and the concentrated ore slurry obtained from the main agitation tank 40 is 7 per hour. Measurements were made daily (number of measurement data: 168 points). Table 1 shows the maximum value, the minimum value, the average value, and the standard deviation of the solid component ratio of each ore slurry.
  • the average value of the solid component ratio of the first intermediate ore slurry was 38.8%, and the standard deviation was 1.4%.
  • the average value of the solid component ratio of the second intermediate ore slurry was 45.1%, and the standard deviation was 0.9%.
  • the average value of the solid component ratio of the concentrated ore slurry was 43.4%, the maximum value was 46.2%, the minimum value was 36.5%, and the standard deviation was 1.3%.
  • the solid component ratios of the first intermediate ore slurry and the second intermediate ore slurry are approximately the same in the example and the comparative example.
  • the standard deviation of the solid component ratio of the concentrated ore slurry is smaller in the example than in the comparative example.
  • the difference between the maximum value and the minimum value is smaller in the example. From this, according to the ore slurry production facility A of the above embodiment, it was confirmed that the fluctuation of the solid component ratio of the concentrated ore slurry was reduced.

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Abstract

　固体成分率が異なる鉱石スラリーを均一に混合でき、かつ大量の鉱石スラリーを連続的に送液できる鉱石スラリー製造設備および鉱石スラリー製造方法を提供する。　シックニング効果の異なる複数のシックナー１０、２０と、複数のシックナー１０、２０から得られた鉱石スラリーを予備混合する小容量の予備混合装置３０と、予備混合装置３０から供給された鉱石スラリーを混合する大容量の主混合装置４０とを備える鉱石スラリー製造設備Ａ。固体成分率が異なる鉱石スラリーを小容量の予備混合装置３０で予備混合するので均一に混合できる。鉱石スラリーは大容量の主混合装置４０に一時貯留されるので大量の鉱石スラリーを連続的に送液できる。

Description

鉱石スラリー製造設備および鉱石スラリー製造方法
　本発明は、鉱石スラリー製造設備および鉱石スラリー製造方法に関する。さらに詳しくは、例えば、ニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する高温加圧硫酸浸出法を用いた湿式製錬において、高温加圧硫酸浸出工程に送るニッケル酸化鉱石のスラリーを製造するための鉱石スラリー製造設備および鉱石スラリー製造方法に関する。
　リモナイト鉱等に代表される低品位ニッケル酸化鉱石からニッケル、コバルト等の有価金属を回収する湿式製錬法として、硫酸を用いた高圧酸浸出法（HPAL: High Pressure Acid Leaching）である高温加圧硫酸浸出法が知られている。
　図２に示すように、ニッケル酸化鉱石からニッケル・コバルト混合硫化物を得る湿式製錬には、前処理工程（１）と、高温加圧硫酸浸出工程（２）と、固液分離工程（３）と、中和工程（４）と、脱亜鉛工程（５）と、硫化工程（６）と、無害化工程（７）とが含まれる（例えば、特許文献１）。
　前処理工程（１）では、ニッケル酸化鉱石を解砕分級して鉱石スラリーを製造する。高温加圧硫酸浸出工程（２）では、前処理工程（１）で得られた鉱石スラリーに硫酸を添加し、220～280℃で撹拌して高温加圧酸浸出し、浸出スラリーを得る。固液分離工程（３）では、高温加圧硫酸浸出工程（２）で得られた浸出スラリーを固液分離して、ニッケルおよびコバルトを含む浸出液（以下、「粗硫酸ニッケル水溶液」という。）と浸出残渣とを得る。
　中和工程（４）では、固液分離工程（３）で得られた粗硫酸ニッケル水溶液を中和する。脱亜鉛工程（５）では、中和工程（４）で中和した粗硫酸ニッケル水溶液に硫化水素ガスを添加して亜鉛を硫化亜鉛として沈殿除去する。硫化工程（６）では、脱亜鉛工程（５）で得られた脱亜鉛終液に硫化水素ガスを添加してニッケル・コバルト混合硫化物とニッケル貧液とを得る。無害化工程（７）では、固液分離工程（３）で発生した浸出残渣と、硫化工程（６）で発生したニッケル貧液とを無害化する。
　上記のようなニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する高温加圧硫酸浸出法を用いた湿式製錬においては、ニッケル酸化鉱石を解砕し、湿式篩を使用して所定の大きさ以下に分級し、スラリー化して高温加圧硫酸浸出工程に送る。また、高温加圧硫酸浸出工程に送られる鉱石スラリーは、高温加圧硫酸浸出工程における酸消費量、得られる浸出液のニッケル濃度およびその他の不純物濃度が所定の割合となる様に、数種類のニッケル酸化鉱石をブレンドして作られる。
　この時点で得られる鉱石スラリーの固体成分率（鉱石スラリー中の固体分（鉱石）の重量比率）は10～20%と低いため、このまま高温加圧硫酸浸出工程に送ると高温加圧浸出工程後の工程内のニッケル濃度が低く、同じニッケル量を処理するための液量が多くなり、効率的にニッケルを回収できない。そこで、シックナーを用いて鉱石スラリーの固体成分率を上げてから高温加圧硫酸浸出工程へ送ることが行われる。これにより、高温加圧硫酸浸出工程への単位時間当たりのニッケル通過量が増加し、ニッケル回収効率が高くなる。
　高温加圧硫酸浸出工程に送られる鉱石スラリーは、固体成分率が高いほど高温加圧硫酸浸出工程への単位時間当たりのニッケル通過量を増加させることができる。しかし、固体成分率が高すぎると鉱石スラリーの粘度が上昇し、ポンプ能力律速により送液が困難になったり、配管閉塞したりする。そのため、鉱石スラリーの固体成分率は最適値（40～45％）で維持されるよう調整される。
　鉱石種によりシックニング挙動が異なるため、シックナーから得られる鉱石スラリーの固体成分率は、ブレンドした鉱石種、ブレンド比率、シックニングに用いる凝集剤の種類、添加量等に依存する。そのため、従来はブレンドした鉱石種やブレンド比率に応じて、過去のデータや作業者の経験則を参考に凝集剤の種類や添加量を調整し、目的とする固体成分率の鉱石スラリーを得ていた。しかし、目的とする固体成分率の鉱石スラリーを安定して得られるようにシックニングの操業管理を行うのは、熟練した作業者をもってしても困難であった。
　そこで、シックニング効果の異なる２種類のシックナーを用いて、各シックナーで所定の固体成分率となった鉱石スラリーを所定の割合で撹拌槽で混合することで、目的とする固体成分率の鉱石スラリーを得る方法が考案された。この方法により、ブレンドした鉱石種やブレンド比率に影響されずに、目的とする固体成分率の鉱石スラリーを得ることができる。
　高温加圧硫酸浸出工程において回収されるニッケル量を増加させるためには、高温加圧硫酸浸出工程に大量の鉱石スラリーを連続的に送液する必要がある。そのため、上記方法では、大容量の撹拌槽が必要となる。しかし、大量の鉱石スラリーを大容量の撹拌槽で混合すると、２種類のシックナーから供給された鉱石スラリーの固体成分率の差により、撹拌槽内の鉱石スラリーの固体成分率が不均一となり、高温加圧硫酸浸出工程に送られる鉱石スラリーの固体成分率に変動が生じる。その結果、高温加圧硫酸浸出工程に投入されるニッケル量が変動し、効率的なニッケル回収が困難になるという問題がある。
特開２００５－３５０７６６号公報
　本発明は上記事情に鑑み、固体成分率が異なる鉱石スラリーを均一に混合でき、かつ大量の鉱石スラリーを連続的に送液できる鉱石スラリー製造設備および鉱石スラリー製造方法を提供することを目的とする。
　第１発明の鉱石スラリー製造設備は、シックニング効果の異なる複数のシックナーと、前記複数のシックナーから得られた鉱石スラリーを予備混合する小容量の予備混合装置と、前記予備混合装置から供給された鉱石スラリーを混合する大容量の主混合装置と、を備えることを特徴とする。
　第２発明の鉱石スラリー製造設備は、第１発明において、前記予備混合装置は、槽本体と、該槽本体の内部で回転する撹拌翼とを備える撹拌槽であることを特徴とする。
　第３発明の鉱石スラリー製造設備は、第１発明において、前記予備混合装置における鉱石スラリーの滞留時間は20秒～5分であることを特徴とする。
　第４発明の鉱石スラリー製造設備は、第１発明において、前記予備混合装置の有効容積は1～15m3であることを特徴とする。
　第５発明の鉱石スラリー製造方法は、固体成分率が異なる鉱石スラリーを小容量の予備混合装置で予備混合し、前記予備混合装置から供給された鉱石スラリーを大容量の主混合装置で混合することを特徴とする。
　第６発明の鉱石スラリー製造方法は、第５発明において、前記予備混合装置は、槽本体と、該槽本体の内部で回転する撹拌翼とを備える撹拌槽であることを特徴とする。
　第７発明の鉱石スラリー製造方法は、第５発明において、前記予備混合装置における鉱石スラリーの滞留時間を20秒～5分に調整することを特徴とする。
　第８発明の鉱石スラリー製造方法は、第５発明において、前記予備混合装置の有効容積は1～15m3であることを特徴とする。
　第１発明によれば、固体成分率が異なる鉱石スラリーを小容量の予備混合装置で予備混合するので均一に混合できる。また、鉱石スラリーは大容量の主混合装置に一時貯留されるので大量の鉱石スラリーを連続的に送液できる。
　第２発明によれば、予備混合装置が撹拌槽であるので、鉱石スラリーによる磨耗や詰まりが生じにくく、メンテナンス性が良い。
　第３発明によれば、予備混合装置における鉱石スラリーの滞留時間が20秒～5分であるので、固体成分率が異なる鉱石スラリーを十分に混合できる。また、予備混合装置を小容量として設備コストを低減できる。
　第４発明によれば、予備混合装置の有効容積が1～15m3であるので、固体成分率が異なる鉱石スラリーを十分に混合できる。また、予備混合装置を小容量として設備コストを低減できる。
　第５発明によれば、固体成分率が異なる鉱石スラリーを小容量の予備混合装置で予備混合するので均一に混合できる。また、鉱石スラリーは大容量の主混合装置に一時貯留されるので大量の鉱石スラリーを連続的に送液できる。
　第６発明によれば、予備混合装置が撹拌槽であるので、鉱石スラリーによる磨耗や詰まりが生じにくく、メンテナンス性が良い。
　第７発明によれば、予備混合装置における鉱石スラリーの滞留時間が20秒～5分であるので、固体成分率が異なる鉱石スラリーを十分に混合できる。また、予備混合装置を小容量として設備コストを低減できる。
　第８発明によれば、予備混合装置の有効容積が1～15m3であるので、固体成分率が異なる鉱石スラリーを十分に混合できる。また、予備混合装置を小容量として設備コストを低減できる。
本発明の一実施形態に係る鉱石スラリー製造設備の説明図である。 高温加圧硫酸浸出法を用いた湿式製錬の全体工程図である。
　つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
　本発明の一実施形態に係る鉱石スラリー製造設備は、ニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する高温加圧硫酸浸出法を用いた湿式製錬において、高温加圧硫酸浸出工程に送るニッケル酸化鉱石のスラリーを製造するのに用いられる。すなわち、鉱石スラリー製造設備は、ニッケル酸化鉱石を解砕分級してスラリー化したものを原料鉱石スラリーとし、その原料鉱石スラリーを目的の固体成分率となるように濃縮して濃縮鉱石スラリーを製造する。
　図１に示すように、本実施形態の鉱石スラリー製造設備Ａは、第１シックナー１０と、第２シックナー２０と、予備撹拌槽３０と、主撹拌槽４０と、制御装置５０とを備える。なお、予備撹拌槽３０が特許請求の範囲に記載の「予備混合装置」に相当し、主撹拌槽４０が特許請求の範囲に記載の「主混合装置」に相当する。
　各シックナー１０、２０は、円筒状の外枠と中心部が深くなった円錐状の底部とを有するシックナー本体と、シックナー本体の内部で回転するレーキとを備える。シックナー本体に供給された鉱石スラリーが沈降して凝集することで上部の上澄み液部分と下部の沈降濃縮部とが形成され、シックナー本体の最下部に設けられているスラリー回収口から濃縮された鉱石スラリーが回収される。鉱石スラリーの沈降性を向上させるため、シックナー本体に凝集剤を添加してフロックを形成させることが行われる。また、レーキをゆっくりと回転することにより、沈降濃縮部で鉱石スラリーの沈降濃縮を進め、一様な堆積状態を確保する。
　予備撹拌槽３０は、槽本体３１と、槽本体３１の内部で回転するパドル型の撹拌翼３２とを備える撹拌槽である。同様に、主撹拌槽４０は、槽本体４１と、槽本体４１の内部で回転するパドル型の撹拌翼４２とを備える撹拌槽である。予備撹拌槽３０と主撹拌槽４０は、相対的に予備撹拌槽３０が小容量であり、主撹拌槽４０が大容量である。
　第１シックナー１０と第２シックナー２０は並列に接続されている。第１シックナー１０には第１原料鉱石スラリーが供給されており、第１シックナー１０から得られた第１中間鉱石スラリーは予備撹拌槽３０に供給されている。第２シックナー２０には第２原料鉱石スラリーが供給されており、第２シックナー２０から得られた第２中間鉱石スラリーも予備撹拌槽３０に供給されている。第１中間鉱石スラリーと第２中間鉱石スラリーは、予備撹拌槽３０において予備混合され、ついで主撹拌槽４０において混合され、濃縮鉱石スラリーとして高温加圧硫酸浸出工程に送られる。
　なお、本明細書では、第１シックナー１０に供給される鉱石スラリーを「第１原料鉱石スラリー」、第２シックナー２０に供給される鉱石スラリーを「第２原料鉱石スラリー」、第１シックナー１０から得られた鉱石スラリーを「第１中間鉱石スラリー」、第２シックナー２０から得られた鉱石スラリーを「第２中間鉱石スラリー」、主撹拌槽４０から得られた鉱石スラリーを「濃縮鉱石スラリー」と称する。
　第２シックナー２０としては、第１シックナー１０よりシックニング効果の高いシックナーが用いられる。ここで、シックニング効果とは得られる鉱石スラリーの固体成分率の程度を意味し、シックニング効果が高いとは、高い固体成分率の鉱石スラリーが得られることを意味する。シックニング効果は、シックナーの形状や大きさ等に依存する。
　第１シックナー１０に供給される第１原料鉱石スラリーは、ニッケル酸化鉱石を解砕し、湿式篩を使用して所定の大きさ（例えば2mm）以下に分級し、さらに複数種類のニッケル酸化鉱石をブレンドしてスラリー化したものである。第２シックナー２０に供給される第２原料鉱石スラリーも、複数種類のニッケル酸化鉱石をブレンドしてスラリー化したものである。第１原料鉱石スラリーおよび第２原料鉱石スラリーは、ブレンドする鉱石種やブレンド比率が同じであってもよいし、異なってもよい。第１原料鉱石スラリーおよび第２原料鉱石スラリーの固体成分率は10～20%である。
　第１シックナー１０により第１原料鉱石スラリーを濃縮して第１中間鉱石スラリーを得る。ここで、第１中間鉱石スラリーの固体成分率は、濃縮鉱石スラリーとしての目的の固体成分率よりも低い第１固体成分率となるように調整される。換言すれば、第１固体成分率の第１中間鉱石スラリーが得られるように、第１シックナー１０としてシックニング効果の低いシックナーが用いられる。
　第２シックナー２０により第２原料鉱石スラリーを濃縮して第２中間鉱石スラリーを得る。ここで、第２中間鉱石スラリーの固体成分率は、濃縮鉱石スラリーとしての目的の固体成分率よりも高い第２固体成分率となるように調整される。換言すれば、第２固体成分率の第２中間鉱石スラリーが得られるように、第２シックナー２０としてシックニング効果の高いシックナーが用いられる。
　第１中間鉱石スラリーは第１ポンプ１１の駆動により予備撹拌槽３０に供給され、第２中間鉱石スラリーは第２ポンプ２１の駆動により予備撹拌槽３０に供給される。制御装置５０は、第１ポンプ１１と第２ポンプ２１の動作を制御して、予備撹拌槽３０に供給する第１中間鉱石スラリーと第２中間鉱石スラリーの供給量を制御する。これにより、第１固体成分率の第１中間鉱石スラリーと第２固体成分率の第２中間鉱石スラリーの混合比率を調整し、予備撹拌槽３０および主撹拌槽４０において目的とする固体成分比率（例えば、40～45％）の濃縮鉱石スラリーを生成する。
　第１、第２シックナー１０、２０から得られた固体成分率が異なる第１、第２中間鉱石スラリーは、まず予備撹拌槽３０で予備混合される。そして、予備撹拌槽３０から供給された鉱石スラリーは、主撹拌槽４０で混合された後、高温加圧硫酸浸出工程に送られる。
　このように、固体成分率が異なる第１、第２中間鉱石スラリーを小容量の予備撹拌槽で予備混合するので、これらを均一に混合でき、固体成分率のばらつきのない濃縮鉱石スラリーを製造できる。しかも、予備撹拌槽３０と主撹拌槽４０の２段階で混合するので、これによっても第１、第２中間鉱石スラリーを均一に混合できる。その結果、高温加圧硫酸浸出工程に送られる濃縮鉱石スラリーの固体成分率の変動が小さくなり、高温加圧硫酸浸出工程に投入されるニッケル量が安定し、効率的なニッケル回収ができる。
　また、濃縮鉱石スラリーは大容量の主撹拌槽４０に一時貯留されるので、高温加圧硫酸浸出工程に大量の濃縮鉱石スラリーを連続的に送液できる。
　ここで、予備撹拌槽３０における鉱石スラリーの滞留時間を20秒～5分に調整することが好ましい。このように調整すれば、固体成分率が異なる第１、第２中間鉱石スラリーを十分に混合できる。また、予備撹拌槽３０を小容量として設備コストを低減できる。
　あるいは、予備撹拌槽３０として有効容積が1～15m3のものを用いてもよい。予備撹拌槽３０の有効容積が1～15m3であれば、固体成分率が異なる第１、第２中間鉱石スラリーを十分に混合できる。また、予備撹拌槽３０を小容量として設備コストを低減できる。
　（その他の実施形態）
　上記実施形態において、予備撹拌槽３０に代えて、他の構成の予備混合装置を用いてもよい。しかし、スタティックミキサーのような混合装置では、鉱石スラリーによる磨耗や詰まりが発生する恐れがある。そのため、撹拌槽の方が、鉱石スラリーによる磨耗や詰まりが生じにくく、メンテナンス性が良い。
　上記実施形態ではシックニング効果の異なる２つのシックナー１０、２０を有する構成であるが、３つ以上のシックナーを備え、これらから得られた鉱石スラリーを混合する構成でもよい。
（実施例）
　図１に示す上記実施形態の鉱石スラリー製造設備Ａを用いて濃縮鉱石スラリーを製造した。予備撹拌槽３０はパドル型撹拌翼を備えた撹拌槽であり、有効容積は約3.2m3である。予備撹拌槽３０における鉱石スラリーの滞留時間は平均約１分である。主撹拌槽４０はパドル型撹拌翼を備えた撹拌槽であり、有効容積は約1,700m3である。
　第１シックナー１０から得られた第１中間鉱石スラリー、第２シックナー２０から得られた第２中間鉱石スラリー、および主撹拌槽４０から得られた濃縮鉱石スラリーの固体成分率を１時間毎に７日間測定した（測定データ数：168点）。各鉱石スラリーの固体成分率の最大値、最小値、平均値、および標準偏差を表１に示す。
　第１中間鉱石スラリーの固体成分率の平均値は38.5%、標準偏差は1.4％であった。第２中間鉱石スラリーの固体成分率の平均値は44.6%、標準偏差は0.9％であった。濃縮鉱石スラリーの固体成分率の平均値は43.5%、最大値は44.9%、最小値は41.5%、標準偏差は0.7%であった。
(比較例)
　実施例と同構成の鉱石スラリー製造設備において、予備撹拌槽３０を用いずに、第１中間鉱石スラリーおよび第２中間鉱石スラリーを直接主撹拌槽４０に供給して、濃縮鉱石スラリーを製造した。
　第１シックナー１０から得られた第１中間鉱石スラリー、第２シックナー２０から得られた第２中間鉱石スラリー、および主撹拌槽４０から得られた濃縮鉱石スラリーの固体成分率を１時間毎に７日間測定した（測定データ数：168点）。各鉱石スラリーの固体成分率の最大値、最小値、平均値、および標準偏差を表１に示す。
　第１中間鉱石スラリーの固体成分率の平均値は38.8%、標準偏差は1.4％であった。第２中間鉱石スラリーの固体成分率の平均値は45.1%、標準偏差は0.9％であった。濃縮鉱石スラリーの固体成分率の平均値は43.4%、最大値は46.2%、最小値は36.5%、標準偏差は1.3%であった。
　以上のように、第１中間鉱石スラリーおよび第２中間鉱石スラリーの固体成分率は、実施例と比較例とで同程度である。しかし、濃縮鉱石スラリーの固体成分率は、実施例の方が比較例に比べて標準偏差が小さい。また、実施例の方が最大値と最小値との差が小さい。これより、上記実施形態の鉱石スラリー製造設備Ａによれば、濃縮鉱石スラリーの固体成分率の変動が小さくなることが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
１０…第１シックナー
１１…第１ポンプ
２０…第２シックナー
２１…第２ポンプ
３０…予備撹拌槽
４０…主撹拌槽
５０…制御装置

Claims (8)

  1. 　シックニング効果の異なる複数のシックナーと、
    前記複数のシックナーから得られた鉱石スラリーを予備混合する小容量の予備混合装置と、
    前記予備混合装置から供給された鉱石スラリーを混合する大容量の主混合装置と、を備える
    ことを特徴とする鉱石スラリー製造設備。
  2. 　前記予備混合装置は、槽本体と、該槽本体の内部で回転する撹拌翼とを備える撹拌槽である
    ことを特徴とする請求項１記載の鉱石スラリー製造設備。
  3. 　前記予備混合装置における鉱石スラリーの滞留時間は20秒～5分である
    ことを特徴とする請求項１記載の鉱石スラリー製造設備。
  4. 　前記予備混合装置の有効容積は1～15m3である
    ことを特徴とする請求項１記載の鉱石スラリー製造設備。
  5. 　固体成分率が異なる鉱石スラリーを小容量の予備混合装置で予備混合し、
    前記予備混合装置から供給された鉱石スラリーを大容量の主混合装置で混合する
    ことを特徴とする鉱石スラリー製造方法。
  6. 　前記予備混合装置は、槽本体と、該槽本体の内部で回転する撹拌翼とを備える撹拌槽である
    ことを特徴とする請求項５記載の鉱石スラリー製造方法。
  7. 　前記予備混合装置における鉱石スラリーの滞留時間を20秒～5分に調整する
    ことを特徴とする請求項５記載の鉱石スラリー製造方法。
  8. 　前記予備混合装置の有効容積は1～15m3である
    ことを特徴とする請求項５記載の鉱石スラリー製造方法。
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