WO2020085173A1 - 耐腐食耐摩耗構造のノズルを有する加圧反応装置及びその製造方法 - Google Patents

耐腐食耐摩耗構造のノズルを有する加圧反応装置及びその製造方法 Download PDF

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玲生 中尾
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住友金属鉱山株式会社
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    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J12/00—Pressure vessels in general
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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 a pressure reaction device such as an autoclave device having a corrosion-resistant and wear-resistant structure nozzle, and a method for manufacturing the same.
  • HPAL high pressure acid leaching method
  • acid leaching is performed using sulfuric acid under high temperature and high pressure.
  • Pressure Acid Learning is known.
  • the ore slurry is mixed with sulfuric acid in the high temperature pressure acid leaching step. It is charged into an autoclave, and the ore slurry is subjected to acid leaching treatment under stirring under a predetermined high temperature and high pressure condition adjusted by high pressure steam.
  • the members constituting the pressure vessel main body are subject to temperature conditions and internal conditions.
  • a material having corrosion resistance and abrasion resistance is selected in consideration of the composition and concentration of the fluid to be handled.
  • a strongly acidic leaching slurry having a pH of about 0.1 to 1.0 under high temperature and high pressure conditions of about 3 to 4.5 MPaG and about 220 to 280 ° C is used.
  • a corrosion resistant material such as titanium or its alloy or stainless steel as the material of the liquid contact part of the autoclave.
  • the entire pressure vessel main body of the autoclave is manufactured with the above corrosion-resistant material, the cost becomes high, so that the surface of the base material made of a relatively inexpensive steel plate such as carbon steel is resistant to corrosion such as titanium steel or stainless steel.
  • Clad steel such as titanium clad steel or stainless clad steel lined with a metal laminated material is used.
  • a clad steel having a two-layer structure made of such dissimilar metals is produced by stacking a plate-shaped base material such as carbon steel with a plate-shaped titanium material or the like on one side and then exposing or rolling it. can do.
  • Patent Document 1 discloses a technique of welding the ends of the clad steel to each other. According to the welding method of Patent Document 1, a joining material made of a corrosion-resistant metal layer is removed (also referred to as a cutback) at a butting portion between clad steel plates, and a groove is provided at an end portion of a base material exposed by this removal.
  • the clad steel consisting of the base material and the laminated material basically secures the mechanical strength on the base material side and the resistance to corrosion by the internal fluid on the laminated material side.
  • the carbon steel which is the material of the base material, does not have the corrosion resistance to the corrosive internal fluid, so the corrosion progresses in a short time, and the internal fluid leaks to the outside of the container. There is a possibility that serious situations may occur.
  • the joint between the pressure vessel main body and the nozzle made of clad steel complicates the structure of the welded part because it is necessary to weld orthogonal plate materials together, and the welded part is generally a corner part. Since it is located on the convex part or the convex part, it is easily affected by the flow of the internal fluid, and as a result, the wall thickness is easily reduced due to wear. In addition, stress tends to concentrate at the joint portion of the nozzle during expansion and contraction due to heating and cooling, and cracking may occur at a portion having insufficient strength due to the thinning of the weld portion. In this case as well, the internal fluid penetrates through the cracks and corrodes the carbon steel as in the case of the through holes of the welded portion caused by the above-mentioned wear and corrosion.
  • the present invention has been made in view of the above problems that a pressure vessel formed of clad steel has, and is resistant to corrosion and wear caused by an internal fluid at a joint between a pressure vessel formed of clad steel and a nozzle.
  • An object of the present invention is to provide a pressurized reactor having a nozzle having a corrosion and abrasion resistant structure and a method for manufacturing the same.
  • the method for producing a pressure reactor according to the present invention is a circular opening of a pressure vessel main body formed of clad steel made of a base material and a corrosion resistant composite material, and the base material A nozzle made of the same kind of metal was fitted so that its end face was aligned with the inner surface of the clad steel of the container body, and then a pre-opening was provided in advance at the location where the base material exposed from the circular opening and the nozzle face each other.
  • a ring-shaped main plate is installed so as to cover the end surface of the nozzle on the pressure vessel side, and the inner peripheral edge is welded over the entire circumference to one end of a corrosion-resistant sleeve fitted inside the nozzle, and its outer peripheral edge is also welded.
  • the pressure reactor according to the present invention is a pressure reactor composed of a pressure vessel in which the inside is divided into a plurality of compartments by partition walls and a stirrer is provided in each compartment,
  • the container is formed of a clad steel consisting of a base material and a corrosion-resistant metal composite material
  • the nozzle located at the liquid contact portion is made of carbon steel in which the corrosion-resistant metal sleeve is fitted inside
  • the inner peripheral edge of the annular main plate made of corrosion-resistant metal having the same inner diameter as that of the nozzle and having a width larger than the wall thickness of the nozzle so as to cover the end surface of the nozzle on the pressure vessel side.
  • an outer peripheral edge portion thereof are respectively welded to the sleeve and the mating material over the entire circumference thereof, and an annular protective plate made of the corrosion-resistant metal is provided so as to surround the main plate.
  • Outer rim is all Together are fillet welded to a laminated material over, between the outer periphery of the inner peripheral portion and the main plate is characterized by being welded padding over the entire circumference.
  • connection part of the nozzle provided in the liquid contact part of the pressure reaction device formed of clad steel, particularly the weld part.
  • FIG. 1 is a vertical sectional view of an autoclave device as a specific example of a pressure reaction device according to the present invention. It is a longitudinal cross-sectional view of the nozzle located in the liquid contact part of the autoclave apparatus of FIG. It is a partial expanded sectional view of the junction part of the nozzle and pressure vessel main body of FIG. It is a photograph which shows the welded part of the nozzle and pressure vessel of the Example of this invention. 5 is a photograph showing the state of the welded portion of FIG. 4 after 3 months of operation. It is a photograph 6 months after the operation of the welded portion between the nozzle and the pressure vessel of the comparative example of the present invention. It is sectional drawing which shows the cause of the corrosion and abrasion which arose in the welding part of FIG.
  • the pressurizing reactor of the embodiment of the present invention receives a liquid to be treated and carries out a reaction treatment under pressure while stirring, and in addition to a stirrer and a manhole for stirring, a gas blowing pipe. Nozzles for connecting various pipes such as a pipe for charging a liquid to be treated and a pipe for extracting a treated liquid are provided.
  • a heat-resistant pressure-resistant reaction vessel that blows high-pressure saturated steam as shown in FIG. 1 to perform acid leaching treatment of ore contained in the raw material slurry under a high-temperature high-pressure atmosphere.
  • the autoclave device will be specifically described.
  • the autoclave device shown in FIG. 1 is composed of a pressure vessel 1 in which a cylindrical member is oriented with its central axis in the horizontal direction and substantially hemispherical end plates are attached to both ends.
  • the pressure vessel 1 is made of clad steel and has corrosion and wear resistance against fluids handled inside.
  • the inside of this pressure vessel is partitioned into a plurality of compartments 3a, 3b, 3c by a partition wall 2 perpendicular to the central axis.
  • FIG. 1 shows an example in which two partition walls 2 partition into three compartments 3a to 3c arranged in the central axis direction, the number of partition walls 2 is not limited to this.
  • water is added to the low-grade nickel oxide ore in the first compartment 3a located on the leftmost side of the paper, which is located on the most upstream side of the plurality of compartments, and the slurry concentration is adjusted to a predetermined slurry concentration.
  • the preheated and prepressurized raw material slurry is charged together with an acid such as sulfuric acid.
  • the charged raw material slurry is stirred by a stirrer (not shown), and high-pressure steam is blown into the slurry to perform acid leaching under high temperature and high pressure conditions.
  • the raw material slurry that has been subjected to the acid leaching in the first compartment 3a overflows the upper end of the partition wall 2 and is transferred to the adjacent second compartment 3b on the downstream side. To be done. After that, similarly, the transfer to the adjacent compartment on the downstream side and the acid leaching process are sequentially performed, and finally the compartment at the right end of the paper located on the most downstream side (corresponding to the third compartment 3c in FIG. 1).
  • the acid leaching process in (1) it is extracted as a post-treatment slurry composed of a leaching liquid and a leaching residue by an unillustrated withdrawing pipe hanging from above. In this way, the valuable metal contained in the solid matter in the raw material slurry is leached at high temperature and pressure in stages. When a slurry of low-grade nickel oxide ore is used as the raw material slurry, nickel and cobalt are leached as the valuable metals.
  • the temperature condition during the acid leaching treatment is preferably about 220 to 280 ° C, more preferably about 240 to 270 ° C. By performing the acid leaching treatment within the above temperature range, the iron contained in the low grade nickel oxide ore can be efficiently immobilized as hematite.
  • the pressure condition during the acid leaching treatment is preferably about 3 to 6 MPaG. The temperature and pressure during the acid leaching process can be controlled by, for example, high-pressure steam blown into the autoclave device.
  • the rate of high temperature thermal hydrolysis reaction that occurs during the acid leaching process becomes slow, so that a large amount of iron remains in the leached solution after the acid leaching process in a dissolved state, and this Therefore, the load in the subsequent neutralization step increases, so that it becomes difficult to separate it from nickel.
  • the temperature exceeds 280 ° C the above-mentioned high temperature thermal hydrolysis reaction itself is promoted, but the corrosive environment in the pressure vessel 1 becomes more severe, and the equipment cost for corrosion resistance increases and the temperature rises.
  • the cost of high-pressure steam for the temperature is also high, which is not preferable.
  • sulfuric acid added during the acid leaching treatment for example, sulfuric acid having a concentration of 98% by mass is preferably added in an amount of about 200 to 250 kg per ton of dry ore. Even if the amount added exceeds 250 kg per ton of dry ore, the effect is hardly improved, and the consumption cost of sulfuric acid rises, which is not preferable, and the surplus sulfuric acid increases, so the neutralization step of the subsequent step It is not preferable because the amount of the neutralizing agent used in (1) increases. It is preferable to adjust the pH of the leachate to about 0.1 to 1.0 by adding this sulfuric acid, and the leach residue containing hematite produced by this is improved in the filterability for separation and removal in the subsequent filtration step. To do.
  • the material of the pressure vessel main body of the autoclave device is, for example, a base material made of carbon steel. It is preferably formed of titanium clad steel produced by stacking a titanium material as a laminating material on the surface and rolling it. As such titanium clad steel, for example, titanium material having a thickness of 9.5 mm and carbon steel having a thickness of 126 mm can be preferably used. As the base material of this titanium clad steel, for example, carbon steel such as ASTM standard ASTM A516M-Gr485 (JIS standard: SGV480) can be preferably used.
  • the titanium material which is a composite material of the titanium clad steel pure titanium having impurities such as iron of 0.35 mass% or less may be used, or an alloy of titanium and another metal may be used.
  • ASTM standard ASTM SB-265 Gr17 JIS standard: TP-240PdH is preferable.
  • the nozzle of corrosion-resistant and wear-resistant structure whose main body is made of carbon steel, which is provided in the liquid contact part of the pressure vessel main body made of the titanium clad steel described above, and its attachment method by welding will be explained.
  • the "nozzle” means a general nozzle such as a nozzle for supplying and extracting a fluid, a sampling nozzle, and a sensor mounting nozzle, as well as a manhole with an inner diameter of 600 mm or more for workers to move in and out. It also includes a hand hole with an inner diameter of about 100 to 200 mm.
  • the nozzles located in the liquid contact portion below the liquid level of the autoclave are as shown in FIG. It has a unique structure. That is, the nozzle shown in FIG. 2 is composed of a cylindrical member 12 made of carbon steel, in which a sleeve 11 made of a corrosion resistant metal of the same kind as the above-mentioned mating material is fitted inside.
  • the cylindrical member 12 is fitted into the circular opening 1a of the pressure vessel main body 1 so that its end surface coincides with the inner surface of the clad steel 10 of the pressure vessel main body 1, and is exposed from the circular opening 1a.
  • the base material 10a and the cylindrical member 12 are welded to each other at their opposing portions over the entire circumference.
  • the end of the cylindrical member 12 on the side opposite to the side joined to the pressure vessel main body 1 by this welding has a flange structure 12a.
  • an annular main plate 13 of corrosion-resistant metal, preferably of the same metal as the mating material, is provided. More specifically, referring to FIG. 3, the main plate 13 is an annular plate member having an inner diameter that is the same as the inner diameter of the cylindrical member 12 and a width that is larger than the wall thickness of the cylindrical member 12. Therefore, the outer peripheral portion of the main plate 13 overlaps with the laminated material 10b of the clad steel 10 forming the pressure vessel main body 1.
  • the inner peripheral edge of the main plate 13 is welded to the end of the sleeve 11 on the pressure vessel body side over the entire circumference, and the outer peripheral edge is welded to the laminated material 10b over the entire circumference.
  • an annular spacer 15 is provided inside the opening 1a so as to cover the welded portion 14 inside the pressure vessel body 1 among the welded portions between the base material 10a of the pressure vessel body 1 and the cylindrical member 12. It may be fitted.
  • the wall thickness of the annular spacer 15 is preferably the same as or slightly smaller than the wall thickness of the mating material 10b.
  • the material of the annular spacer 15 is not particularly limited, but is preferably made of copper in order to enhance the heat transfer property.
  • An auxiliary plate 16 having the same inner diameter as that of the main plate 13 and having a width narrower than that of the main plate 13 is provided on the surface of the main plate 13 facing the inside of the pressure vessel main body 1, and the inner peripheral edge and The outer peripheral edges may be welded to the end of the sleeve 11 on the pressure vessel body side and the main plate 13 over the entire circumference.
  • the internal fluid in the pressure vessel main body 1 invades the carbon steel base material 10a and the cylindrical member 12 side due to cracking and abrasion of the welded portions of the main plate 13 and the sleeve 11 to cause corrosion. Can be prevented more reliably.
  • the outer peripheral edge of the protective plate 17 is fillet welded to the mating material 10b over the entire circumference, and the entire inner circumference is provided between the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the main plate 13. It is welded by overlay welding.
  • the internal fluid in the pressure vessel body 1 is made of a carbon steel base material due to cracking or abrasion of the welded portions of the clad steel 10 constituting the pressure vessel body 1 and the main plate 13 with each other. It is possible to more reliably prevent the problem of invasion into the side of 10a or the cylindrical member 12 to cause corrosion.
  • the width of the protective plate 17 is preferably 50 mm or more and 100 mm or less. If the width is less than 50 mm, the fillet welding on the outer peripheral edge of the main plate 13 is affected by heat, which is not preferable. On the contrary, if the width of the protective plate 17 is wider than 100 mm, the workability is deteriorated and the thermal stress at the time of temperature rise may be too large, which is not preferable.
  • the size of the nozzle exceeds the nominal diameter of 150 A (6 inch diameter), the shapes of the main plate 13, the auxiliary plate 16, and the protection plate 17 are adjusted to the inner cylindrical shape of the pressure vessel main body 1 as a whole. A curved shape is preferable.
  • This nozzle mounting method includes a nozzle joining step of fitting the nozzle 4 into the circular opening 1a of the pressure vessel main body 1 and welding the cylindrical member 12 to the pressure vessel main body 1, and the end face of the nozzle 4 on the pressure vessel side.
  • a main plate welding step of installing and welding an annular main plate 13 so as to cover it and a protective plate welding step of installing and welding an annular protection plate 17 so as to surround the main plate 13 are performed.
  • the circular opening 1a of the pressure vessel main body 1 formed of the clad steel 10 composed of the base material 10a and the corrosion-resistant laminated material 10b has the same kind as the base material 10a.
  • the cylindrical member 12 of the nozzle 4 made of metal is fitted so that its end surface matches the inner surface of the clad steel 10 of the pressure vessel body 1, the base material 10a exposed from the circular opening 1a and the cylindrical shape
  • the base material 10a and the cylindrical member 12 of the nozzle 4 are joined by welding over the entire circumference at a groove portion provided in advance at a portion facing the member 12.
  • a copper annular spacer 15 is formed in the circular opening 1a so as to cover a portion of the welded portion welded in the nozzle joining step that is exposed to the inside of the pressure vessel main body 1.
  • the annular main plate 13 made of the same kind of metal as the mating material 10b and having the same inner diameter as the inner diameter of the cylindrical member 12 and having a width larger than the wall thickness of the cylindrical member 12 Is installed so as to cover the end surface of the cylindrical member 12 on the pressure vessel side and the spacer 15, and the inner peripheral edge portion is entirely fitted to one end portion of the corrosion-resistant sleeve 11 fitted in the cylindrical member 12.
  • the outer peripheral edge portion is fillet welded to the mating material 10b over the entire circumference.
  • an annular protective plate 17 made of the same metal as the mating material 10b is installed so as to surround the main plate 13, and the outer peripheral edge portion of the mating material 10b is entirely covered with the mating material 10b.
  • Fillet welding is performed, and overlay welding is performed over the entire circumference between the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion of the main plate 13.
  • the wall thickness of the protective plate 17 is preferably approximately the same as the wall thickness of the main plate 13 or thicker than the main plate 13 by several mm.
  • the inner peripheral edge of the main plate 13 should not be separated from the fillet weld between the outer peripheral edge of the main plate 13 and the joining material 10b by more than about 10 to 25 mm, preferably about 15 mm. Adjacent to the part is preferable.
  • a plate-made main plate 13 and a protective plate 17 were attached, high-temperature high-pressure acid leaching treatment was performed, and wear and corrosion states of the manhole were confirmed.
  • the inner surface of the pressure vessel body 1 is an annular shape having an inner diameter of 800 mm, an outer diameter of 1370 mm, and a wall thickness of 9 mm so as to cover the end surface of the cylindrical member 12 forming the manhole having an inner diameter of 800 mm on the pressure vessel body 1 side.
  • the main plate 13 curved along the above was attached, and its inner peripheral edge and outer peripheral edge were welded to the end of the sleeve 11 and the above-mentioned clad steel composite material 10b over the entire circumference.
  • the outer peripheral edge portion is fillet welded to the main plate 13 over the entire circumference, and the entire outer peripheral edge portion between the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion of the main plate 13 which is fillet welded to the laminating material 10b is surrounded.
  • the thickness of the overlay welding is set to be equal to or larger than the thickness of the protective plate 17.
  • the penetrant inspection is a method in which a penetrant is infiltrated into the surface defects of the object to be inspected, and all the fine defects are enlarged to perform flaw detection.
  • the operation was performed for 6 months in the same manner as in the above example except that the protection plate 17 was not attached.
  • the outer peripheral edge portion of the main plate 13 and its fillet welded portion are greatly reduced, and in particular, the inner peripheral surface side of the pressure vessel main body 1 of the outer peripheral edge portion and its fillet welded portion is the original.
  • the thickness was reduced by 20 mm from the position in the width direction, and cracks and pinholes were generated in the welded portion. The reason is that there is a step at the outer peripheral edge portion and the inner peripheral edge portion of the main plate 13, so that the linear flow of the internal fluid is obstructed at this step portion as shown by the white arrow in FIG. It is conceivable that the wear caused by this added to the corrosion, and the thickness reduction proceeded in the order of A, B, and C.
  • the nozzle provided in the liquid contact part of the pressure reaction device that handles corrosive or wearable fluid surrounds the annular main plate that is welded to cover the end surface of the nozzle on the pressure vessel side.

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Abstract

内部流体による腐食や摩耗が生じにくい耐腐食耐摩耗構造のノズルを有する加圧反応装置を提供する。　母材及び合わせ材のクラッド鋼で形成された圧力容器本体の円形開口部から露出する母材とノズルとを溶接するノズル接合工程と、耐腐食性の環状の主プレートをノズルの圧力容器側端面を覆うように設置し、その内側周縁部をノズルに内嵌した耐腐食性スリーブに全周溶接すると共に、その外側周縁部を合わせ材に全周隅肉溶接する主プレート溶接工程と、主プレートを取り囲むように耐腐食性の環状の保護プレートを設置し、その外側周縁部を該合わせ材に全周隅肉溶接すると共に、その内側周縁部と主プレートの外側周縁部との間を全周肉盛溶接する保護プレート溶接工程とを有する。

Description

耐腐食耐摩耗構造のノズルを有する加圧反応装置及びその製造方法
　本発明は、耐腐食耐摩耗構造のノズルを有するオートクレーブ装置などの加圧反応装置及びその製造方法に関する。
　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、高温高圧下で硫酸を用いて酸浸出処理を行う高圧酸浸出法（ＨＰＡＬ： Ｈｉｇｈ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ａｃｉｄ　Ｌｅａｃｈｉｎｇ）が知られている。この高圧酸浸出法を用いた湿式製錬では、前処理工程において上記の低品位ニッケル酸化鉱石を解砕分級して鉱石スラリーを調製した後、高温加圧酸浸出工程において該鉱石スラリーを硫酸と共にオートクレーブ装置に装入し、高圧水蒸気によって調整した所定の高温高圧条件下で該鉱石スラリーを撹拌しながら酸浸出処理する。
　上記のオートクレーブ装置に代表される加圧反応装置では、上記のように極めて苛酷な摩耗性・腐食性環境で処理が行われるので、その圧力容器本体を構成する部材には、温度条件や内部で取り扱う流体の組成や濃度等を考慮して耐腐食耐摩耗性の材質が選択される。例えば上記の低品位ニッケル酸化鉱石の高温加圧酸浸出工程では、３～４.５ＭＰａＧ程度、２２０～２８０℃程度の高温高圧条件下でｐＨ０.１～１.０程度の強酸性の浸出スラリーを取り扱うため、オートクレーブ装置の接液部の材質にはチタン又はその合金やステンレス鋼などの耐腐食材を用いるのが好ましい。
　しかしながら、上記耐腐食材でオートクレーブ装置の圧力容器本体全体を製作するとコスト高になるため、比較的安価な炭素鋼等の鋼板からなる母材の表面に、チタン鋼やステンレス鋼などの耐腐食性金属からなる合わせ材を内張りしたチタンクラッド鋼やステンレスクラッド鋼などのクラッド鋼が用いられている。このような異種金属からなる２層構造のクラッド鋼は、例えば炭素鋼などの板状の母材の片面側に板状のチタン材などの合わせ材を重ね合せ、曝着や圧延することによって製造することができる。
　ところで、圧力容器本体の材質にクラッド鋼を用いる場合は、容器内面を隙間なく耐腐食性金属で覆うため、例えば円筒状に湾曲させたクラッド鋼の湾曲方向の端面同士を相互に溶接することが必要になる。この場合、互いに異材となる母材と合わせ材とが溶接されると、その接合部分で溶接割れ等の問題が生じ得る。この問題を回避するため、クラッド鋼の溶接には、種々の方法が提案されている。例えば、真空ろう付け法や金属間化合物を生成しないようにインサート材を挿入する拡散接合法が提案されている。しかしながら、これらの方法は、高価な真空装置や貴金属のインサート材を用いるためコスト高になる。また、適用可能な溶接部位の大きさに制約があり、オートクレーブ装置などの大型構造物に対して溶接を行うのは困難であった。
　オートクレーブ装置等の大型構造物にも適用できるクラッド鋼の溶接法として、例えば特許文献１には、クラッド鋼の端部同士を相互に溶接する技術が開示されている。この特許文献１の溶接法は、クラッド鋼板同士の突き合わせ部分において、耐腐食性金属層からなる合わせ材を除去し（カットバックとも称する）、この除去により露出した母材端部に開先を設けて該母材端部同士を溶接し、この溶接部分を覆うべく該合わせ材と同種の耐腐食性金属製のスペーサを上記カットバックした部分に嵌め込んでその周縁部を溶接し、必要に応じて更に該スペーサの上を耐腐食性金属製の当て板で覆って溶接するものである。
特開平１０－９４８７５号公報
　上記の特許文献１の技術を採用することにより、圧力容器内面の全ての接液部を耐腐食性金属にすることができるので、該圧力容器内部で取り扱われる酸性の腐食性流体が炭素鋼からなる母材に接触するのを防ぐことができる。しかしながら、この特許文献１の溶接法では、スペーサとクラッド鋼の合わせ材との溶接部か、当て板とクラッド鋼の合わせ材との隅肉溶接部によって、炭素鋼からなる母材への内部流体の侵入を防ぐものであるため、この溶接部が磨耗や腐食により大きく減肉すると、該溶接部に貫通孔が生じて内部流体が該貫通孔を経て母材に接触するおそれがある。
　前述したように、母材と合わせ材とからなるクラッド鋼は基本的には母材側で機械的強度を担保し、合わせ材側で内部流体による腐食に対する耐性を担保するものであるため、母材側に内部流体が浸入すると、該母材の材料である炭素鋼は腐食性の内部流体に対する耐腐食性を有さないので短期間に腐食が進行し、内部流体の容器外部への漏洩などの深刻な事態が発生するおそれがある。
　また、クラッド鋼で形成されている圧力容器本体とノズルとの接合部は、直交する板材同士を溶接する必要があるため溶接部の構造が複雑になるうえ、該溶接部は一般的に角部や凸部に位置するので内部流体の流れの影響を受けやすく、その結果、磨耗による減肉が生じやすかった。加えて上記ノズルの接合部には加熱冷却による膨張収縮時に応力が集中しやすく、上記溶接部の減肉により強度が不足している部位に割れが発生することがあった。この場合も、上記した磨耗や腐食により生じる溶接部の貫通孔と同様に、内部流体が当該割れから浸入して炭素鋼を腐食させることになる。
　本発明はクラッド鋼で形成された圧力容器が抱える上記問題点に鑑みてなされたものであり、クラッド鋼で形成された圧力容器とノズルとの接合部において内部流体による腐食や摩耗が生じにくい耐腐食耐摩耗構造のノズルを有する加圧反応装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明に係る加圧反応装置の製造方法は、母材及び耐腐食性の合わせ材からなるクラッド鋼で形成された圧力容器本体の円形開口部に、該母材と同種金属からなるノズルをその端面が該容器本体のクラッド鋼の内面に一致するように嵌装した後、該円形開口部から露出する母材と該ノズルとの互いに対向する部位に予め設けた開先部を溶接して該母材とノズルとを接合するノズル接合工程と、該合わせ材と同種金属からなり該ノズルの内径と同じ内径を有し且つ該ノズルの肉厚よりも大きな幅を有する環状の主プレートを該ノズルの圧力容器側端面を覆うように設置し、その内側周縁部を該ノズルに内嵌した耐腐食性スリーブの一端部に全周に亘って溶接すると共に、その外側周縁部を全周に亘って該合わせ材に隅肉溶接する主プレート溶接工程と、該主プレートを取り囲むように該合わせ材と同種金属からなる環状の保護プレートを設置し、その外側周縁部を全周に亘って該合わせ材に隅肉溶接すると共に、その内側周縁部と該主プレートの外側周縁部との間を全周に亘って肉盛溶接する保護プレート溶接工程とを有することを特徴としている。
　また、本発明に係る加圧反応装置は、内部が隔壁で複数の区画室に区画されていると共に、各区画室に撹拌機が設けられた圧力容器からなる加圧反応装置であって、該圧力容器は母材と耐食金属製の合わせ材とからなるクラッド鋼で形成されており、その接液部に位置するノズルは、内側に該耐食金属製のスリーブが内嵌された炭素鋼からなり、該ノズルの内径と同じ内径を有し且つ該ノズルの肉厚よりも大きな幅を有する該耐食金属製の環状の主プレートが、該ノズルの該圧力容器側端面を覆うように、その内側周縁部及び外側周縁部においてそれぞれ該スリーブ及び該合わせ材に全周に亘って溶接されており、該主プレートを取り囲むように該耐食金属製の環状の保護プレートが設けられており、該保護プレートはその外側周縁部は全周に亘って該合わせ材に隅肉溶接されていると共に、その内側周縁部と該主プレートの外側周縁部との間は全周に亘って肉盛り溶接されていることを特徴としている。
　本発明によれば、クラッド鋼で形成された加圧反応装置の接液部に設けたノズルの接続部、特に溶接部の耐腐食性及び耐摩耗性を向上させることができる。
本発明に係る加圧反応装置の一具体例としてのオートクレーブ装置の縦断面図である。 図１のオートクレーブ装置の接液部に位置するノズルの縦断面図である。 図２のノズルと圧力容器本体との接合部の部分拡大断面図である。 本発明の実施例のノズルと圧力容器との溶接部を示す写真である。 図４の溶接部の操業３ヶ月後の状態を示す写真である。 本発明の比較例のノズルと圧力容器との溶接部の操業６ヶ月後の写真である。 図６の溶接部で生じた腐食・摩耗の原因を示す断面図である。
　以下、本発明の加圧反応装置及びその製造方法の実施形態について詳細に説明する。先ず、本発明の実施形態に係る加圧反応装置について説明を行う。この本発明の実施形態の加圧反応装置は、被処理液を受け入れて撹拌しながら加圧条件下で反応処理を行うものであり、該撹拌用の撹拌機やマンホールのほか、気体吹き込み用配管、被処理液等の装入用配管、処理済み液の抜き出し配管等の各種配管の接続用ノズルが設けられている。以下の説明では、この加圧反応装置の一具体例として、図１に示すような高圧の飽和蒸気を吹き込んで高温高圧雰囲気下で原料スラリーに含まれる鉱石の酸浸出処理を行う耐熱耐圧反応容器であるオートクレーブ装置をとり挙げて具体的に説明する。
　この図１に示すオートクレーブ装置は、円筒状部材をその中心軸を水平方向に向けて両端部に略半球状の鏡板を取り付けた形状の圧力容器１からなる。この圧力容器１はクラッド鋼で形成されており、内部で取り扱う流体に対して耐腐食耐摩耗性を有している。この圧力容器の内側は、上記中心軸に垂直な隔壁２によって複数の区画室３ａ、３ｂ、３ｃに区画されている。なお、図１では２枚の隔壁２によって上記中心軸方向に並ぶ３つの区画室３ａ～３ｃに区画された例が示されているが、隔壁２の枚数はこれに限定されるものではない。
　ＨＰＡＬプロセスの場合は、これら複数の区画室のうち最も上流側に位置する紙面左端の第１の区画室３ａに、低品位ニッケル酸化鉱石に水を加えて所定のスラリー濃度に調整され、必要に応じて予備加熱及び予備加圧された原料スラリーが、硫酸等の酸と共に装入される。装入された原料スラリーは、図示しない撹拌機によって撹拌され、更に高圧水蒸気が吹き込まれて高温高圧の条件下での酸浸出処理が施される。
　この第１の区画室３ａで酸浸出処理された原料スラリーは、隔壁２の上端部をオーバーフローして隣接する下流側の第２の区画室３ｂに移送され、ここで同様に酸浸出処理が施される。以降、同様に隣接する下流側の区画室への移送及び酸浸出処理が順次行われ、最終的に最下流側に位置する紙面右端の区画室（図１では第３の区画室３ｃに該当する）において酸浸出処理された後、上方から垂下する図示しない抜出管により浸出液と浸出残渣とからなる処理後スラリーとして抜き出される。このようにして原料スラリー中の固形物に含まれる有価金属が段階的に高温加圧浸出される。なお、上記の原料スラリーとして低品位ニッケル酸化鉱石のスラリーを用いる場合は、上記有価金属としてニッケル及びコバルトが浸出される。
　上記酸浸出処理時の温度条件としては２２０～２８０℃程度が好ましく、２４０～２７０℃程度がより好ましい。上記の温度範囲内で酸浸出処理を行うことにより、低品位ニッケル酸化鉱石に含まれる鉄をヘマタイトとして効率的に固定化することができる。また、上記酸浸出処理時の圧力条件としては、例えば３～６ＭＰａＧ程度が好ましい。上記の酸浸出処理時の温度や圧力は、例えばオートクレーブ装置に吹き込む高圧水蒸気により制御することができる。
　上記の温度が２２０℃未満では、上記酸浸出処理時に生ずる高温熱加水分解反応の速度が遅くなるため、酸浸出処理後の浸出液中に鉄が溶存状態で多量に残存し、この鉄の除去のための後工程の中和工程における負荷が高まるので、ニッケルとの分離が困難になる。逆にこの温度が２８０℃を超えると、上記の高温熱加水分解反応自体は促進されるものの、圧力容器１内の腐食環境がより厳しくなるので耐腐食のための機器コストが高くなるうえ、昇温のための高圧水蒸気のコストも高くなるため好ましくない。
　上記酸浸出処理時に添加する硫酸は、例えば、濃度９８質量％の硫酸を乾燥鉱石１トン当たり２００～２５０ｋｇ程度添加するのが好ましい。この添加量が乾燥鉱石１トン当たり２５０ｋｇを超えても効果が向上することはほとんどなく、かえって硫酸の消費コストが上昇するので好ましくない、また、余剰の硫酸が増大するので後工程の中和工程における中和剤使用量が多くなるので好ましくない。この硫酸の添加により、浸出液のｐＨを０.１～１.０程度に調整するのが好ましく、これにより生成したヘマタイトを含む浸出残渣を、後段のろ過工程において分離除去するためのろ過性が向上する。
　上記のように、ＨＰＡＬプロセスでは、酸性度が高く且つ高温高圧の条件下で原料スラリーを撹拌しながら酸浸出処理するため、オートクレーブ装置の圧力容器本体の材質は、例えば炭素鋼からなる母材の表面に合わせ材としてチタン材を重ね合せて圧延することで作製されるチタンクラッド鋼で形成されるのが好ましい。このようなチタンクラッド鋼としては、例えばチタン材の厚み９.５ｍｍ、炭素鋼の厚み１２６ｍｍのものを好適に用いることができる。このチタンクラッド鋼の母材としては、例えばＡＳＴＭ規格のＡＳＴＭ　Ａ５１６Ｍ－Ｇｒ４８５（ＪＩＳ規格：ＳＧＶ４８０）等の炭素鋼を好適に用いることができる。一方、上記チタンクラッド鋼の合わせ材であるチタン材としては、鉄等の不純物が０.３５質量％以下の純チタンを用いてもよいし、チタンと他の金属との合金を用いてもよいが、ＡＳＴＭ規格のＡＳＴＭ　ＳＢ－２６５　Ｇｒ１７（ＪＩＳ規格：ＴＰ－２４０ＰｄＨ）が好ましい。
　次に、上記のチタンクラッド鋼からなる圧力容器本体の接液部に設けられている炭素鋼で本体が形成された耐腐食耐摩耗構造のノズル及びその溶接による取り付け方法について説明する。なお、本発明においては、「ノズル」とは、流体の供給や抜き出し用のノズル、サンプリング用ノズル、センサー取付用ノズル等の一般的なノズルのほか、作業員の出入り用の内径６００ｍｍ以上のマンホールや内径１００～２００ｍｍ程度のハンドホールも含むものとする。
　上記の圧力容器本体の各種のノズルのうち、オートクレーブの液面レベル（この高さは上記隔壁２の高さとほぼ一致する）よりも下方の接液部に位置するノズルは、図２に示すような構造を有している。すなわち、この図２に示すノズルは、内側に好適には上記合わせ材と同種の耐食金属製のスリーブ１１が内嵌された炭素鋼からなる円筒状部材１２からなる。この円筒状部材１２は、その端面が圧力容器本体１のクラッド鋼１０の内面に一致するように、該圧力容器本体１の円形開口部１ａに嵌装されており、該円形開口部１ａから露出する母材１０ａと該円筒状部材１２との互いに対向する部位が全周に亘って溶接により接合されている。円筒状部材１２は、この溶接により圧力容器本体１に接合されている側とは反対側の端部がフランジ構造１２ａになっている。
　この円筒状部材１２の圧力容器本体１側の端面と、該円筒状部材１２と該圧力容器本体１の母材１０ａとの溶接部とを覆ってこれら部位を圧力容器本体１内の内部流体から隔離するため、耐食金属製の好適には上記合わせ材と同種金属の環状の主プレート１３が設けられている。図３を参照しながら具体的に説明すると、この主プレート１３は、その内径が円筒状部材１２の内径と同じであり、その幅が該円筒状部材１２の肉厚よりも大きな環状の板材で形成されており、よって該主プレート１３の外周部は、圧力容器本体１を構成するクラッド鋼１０の合わせ材１０ｂに重複している。
　そして、該主プレート１３の内側周縁部が上記スリーブ１１の圧力容器本体側の端部に全周に亘って溶接されており、外側周縁部が上記合わせ材１０ｂに全周に亘って隅肉溶接されている。なお、圧力容器本体１の母材１０ａと該円筒状部材１２との溶接部のうち、圧力容器本体１の内側の溶接部１４を覆うように、環状のスペーサ１５を該開口部１ａの内側に嵌装してもよい。この環状のスペーサ１５の肉厚は、好適には該合わせ材１０ｂの肉厚と同じかわずかに薄いのが好ましい。環状のスペーサ１５の材質には特に限定はないが、伝熱性を高めるため銅で形成するのが好ましい。
　上記主プレート１３において圧力容器本体１の内側に対向する面に、更に該主プレート１３の内径と同じ内径を有し、主プレート１３よりは幅の狭い補助プレート１６を設け、その内側周縁部及び外側周縁部をそれぞれ全周に亘って上記スリーブ１１の圧力容器本体側端部及び主プレート１３に溶接してもよい。これにより、主プレート１３とスリーブ１１との互いの溶接部の割れや摩耗等により圧力容器本体１内の内部流体が炭素鋼製の母材１０ａや円筒状部材１２側に侵入して腐食させる問題をより確実に防ぐことができる。
　本発明の実施形態においては、上記の主プレート１３を取り囲むように、耐食金属製の好適には上記合わせ材１０ｂと同種金属の環状の保護プレート１７が該合わせ材１０ｂに当接するようにして設けられている。この保護プレート１７は、その外側周縁部が全周に亘って該合わせ材１０ｂに隅肉溶接されており、その内側周縁部と上記主プレート１３の外側周縁部との間が全周に亘って肉盛り溶接されている。これにより、圧力容器本体１を構成するクラッド鋼１０の合わせ材１０ｂと主プレート１３との互いの溶接部の割れや摩耗等により、該圧力容器本体１内の内部流体が炭素鋼製の母材１０ａや円筒状部材１２側に侵入して腐食させる問題をより確実に防ぐことができる。
　上記の保護プレート１７は、その幅が５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましい。この幅が５０ｍｍ未満では、上記主プレート１３の外側周縁部の隅肉溶接が熱影響を受けるので好ましくない。逆に、この保護プレート１７の幅が１００ｍｍより広いと、施工性が悪くなるうえ、昇温時の熱応力が大きくなりすぎるおそれがあるので好ましくない。なお、ノズルのサイズが呼び径１５０Ａ（６インチ径）程度を超える場合は、上記主プレート１３、補助プレート１６、及び保護プレート１７の形状を圧力容器本体１の内側の円筒形状に合わせて全体的に湾曲した形状にするのが好ましい。
　次に、上記した構造のノズルの取り付け方法について説明する。このノズル取り付け方法は、圧力容器本体１の円形開口部１ａにノズル４を嵌装してその円筒状部材１２を圧力容器本体１に溶接するノズル接合工程と、該ノズル４の圧力容器側端面を覆うように環状の主プレート１３を設置して溶接する主プレート溶接工程と、該主プレート１３を取り囲むように環状の保護プレート１７を設置して溶接する保護プレート溶接工程とからなる。
　具体的に説明すると、先ず、ノズル接合工程において、母材１０ａ及び耐腐食性の合わせ材１０ｂからなるクラッド鋼１０で形成された圧力容器本体１の円形開口部１ａに、該母材１０ａと同種金属からなるノズル４の円筒状部材１２をその端面が該圧力容器本体１のクラッド鋼１０の内面に一致するように嵌装した後、該円形開口部１ａから露出する母材１０ａと該円筒状部材１２との互いに対向する部位に予め設けた開先部において全周に亘って溶接して該母材１０ａとノズル４の円筒状部材１２とを接合する。
　次に、主プレート溶接工程において、必要に応じて上記ノズル接合工程で溶接した溶接部のうち圧力容器本体１の内側に露出する部分を覆うように銅製の環状のスペーサ１５を該円形開口部１ａの内側に嵌装した後、該合わせ材１０ｂと同種金属からなり該円筒状部材１２の内径と同じ内径を有し且つ該円筒状部材１２の肉厚よりも大きな幅を有する環状の主プレート１３を該円筒状部材１２の圧力容器側端面及び該スペーサ１５を覆うように設置し、その内側周縁部を該円筒状部材１２に内嵌した耐腐食性スリーブ１１の一端部に全周に亘って溶接すると共に、その外側周縁部を全周に亘って該合わせ材１０ｂに隅肉溶接する。
　最後に、保護プレート溶接工程において、該主プレート１３を取り囲むように該合わせ材１０ｂと同種金属からなる環状の保護プレート１７を設置し、その外側周縁部を全周に亘って該合わせ材１０ｂに隅肉溶接すると共に、その内側周縁部と該主プレート１３の外側周縁部との間を全周に亘って肉盛溶接する。これにより、クラッド鋼で形成された圧力容器とノズルとの接合部において内部流体による腐食や摩耗が生じにくい耐腐食耐摩耗構造のノズルを有する加圧反応装置を作製することができる。なお、保護プレート１７の肉厚は主プレート１３の肉厚とほぼ同じか該主プレート１３よりも数ｍｍ程度厚いのが好ましい。また、保護プレート１７の内側周縁部は、主プレート１３の外側周縁部と合わせ材１０ｂとの隅肉溶接から１０～２５ｍｍ程度、好ましくは１５ｍｍ程度を超えて離間しないように主プレート１３の外側周縁部に隣接させるのが好ましい。
　以上、本発明の加圧反応装置及びその製造方法の実施形態についてオートクレーブ装置をとり挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更例や代替例が可能である。すなわち本発明の権利は特許請求の範囲及びその均等の範囲に及ぶものである。次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
　[実施例]
　図１に示すような炭素鋼からなる母材とチタン製合わせ材とからなるクラッド鋼で形成されたオートクレーブ装置の圧力容器本体１の接液部のマンホールに図２及び図３に示すようなチタンプレート製の主プレート１３及び保護プレート１７を取り付けて、高温高圧酸浸出処理を行い、該マンホールの摩耗及び腐食状態を確認した。具体的には、内径８００ｍｍのマンホールを構成する円筒状部材１２の圧力容器本体１側の端面を覆うように、内径８００ｍｍ、外径１３７０ｍｍ、肉厚９ｍｍの環状で且つ該圧力容器本体１の内面に沿って湾曲させた主プレート１３を取り付け、その内側周縁部及び外側周縁部をスリーブ１１の端部及び上記クラッド鋼の合わせ材１０ｂにそれぞれ全周に亘って溶接した。
　この主プレート１３を外周側から取り囲むように、内径１４００ｍｍ、幅５０ｍｍ、肉厚１０ｍｍの環状で且つ該圧力容器本体１の内面に沿って全体的に湾曲させたチタン製の保護プレート１７を取り付け、その外側周縁部を全周に亘って主プレート１３に隅肉溶接すると共に、その内側周縁部と合わせ材１０ｂに隅肉溶接されている主プレート１３の外側周縁部との間を全周に亘って肉盛溶接した。この時、肉盛溶接の肉厚は保護プレート１７の肉厚以上になるようにした。上記の溶接後は各溶接部を、目視検査及び浸透探傷検査により問題がないことを確認した。なお、浸透探傷検査とは、被検査物の表面欠陥に浸透剤を浸透させて、微細な欠陥全拡大して探傷する方法である。
　約２５０℃の運転温度、４,５００ｋＰａの運転圧力で、ｐＨ１以下の酸性スラリーを内部流体として処理して３ヶ月間運転した後、開放点検して目視により磨耗の状況を確認した。その結果、上記のマンホール周りは、保護プレート１７の外側周縁部の隅肉溶接部に幅１.０ｍｍ以下の若干の減肉が見られたが、内側周縁部の肉盛溶接部にはなんら変化が見られなかった。なお、施工後及び３ヶ月運転後の写真をそれぞれ図４及び図５に示す。
　比較のため、保護プレート１７を取り付けなかった以外は上記実施例と同様にして６ヶ月間運転した。その結果、図６に示すように主プレート１３の外側周縁部及びその隅肉溶接部が大きく減肉しており、特に外側周縁部及びその隅肉溶接部のうち圧力容器本体１の内面側が元の位置から幅方向に２０ｍｍ減肉し、溶接部ではクラックやピンホールが生じていた。その理由としては、主プレート１３の外側周縁部や内側周縁部の溶接部では段差が生じているので、図７の白矢印に示すように、この段差部で内部流体の直線的な流れが阻害され、これにより生じた磨耗が腐食に加わって、Ａ、Ｂ、Ｃの順に減肉が進行したと考えられる。
　上記の結果から、腐食性や摩耗性を有する流体を取り扱う加圧反応装置の接液部に設けるノズルは、該ノズルの該圧力容器側端面を覆うように溶接されている環状の主プレートを取り囲むように環状の保護プレートを設けて、その外側周縁部を全周隅肉溶接すると共に、その内側周縁部と主プレートの外側周縁部との間を全周肉盛溶接することによって、該ノズル周りの磨耗や腐食を効果的に防止できることがわかる。
　１　　　　圧力容器本体
　１ａ　　　円形開口部
　２　　　　隔壁
　３ａ、３ｂ、３ｃ　　区画室
　４　　　　ノズル
　１０　　　クラッド鋼
　１０ａ　　母材
　１０ｂ　　合わせ材
　１１　　　スリーブ
　１２　　　円筒状部材
　１２ａ　　フランジ構造
　１３　　　主プレート
　１４　　　溶接部
　１５　　　スペーサ
　１６　　　補助プレート
　１７　　　保護プレート

Claims (6)

  1. 　母材及び耐腐食性の合わせ材からなるクラッド鋼で形成された圧力容器本体の円形開口部に、該母材と同種金属からなるノズルをその端面が該容器本体のクラッド鋼の内面に一致するように嵌装した後、該円形開口部から露出する母材と該ノズルとの互いに対向する部位に予め設けた開先部を溶接して該母材とノズルとを接合するノズル接合工程と、該合わせ材と同種金属からなり該ノズルの内径と同じ内径を有し且つ該ノズルの肉厚よりも大きな幅を有する環状の主プレートを該ノズルの圧力容器側端面を覆うように設置し、その内側周縁部を該ノズルに内嵌した耐腐食性スリーブの一端部に全周に亘って溶接すると共に、その外側周縁部を全周に亘って該合わせ材に隅肉溶接する主プレート溶接工程と、該主プレートを取り囲むように該合わせ材と同種金属からなる環状の保護プレートを設置し、その外側周縁部を全周に亘って該合わせ材に隅肉溶接すると共に、その内側周縁部と該主プレートの外側周縁部との間を全周に亘って肉盛溶接する保護プレート溶接工程とを有することを特徴とする加圧反応装置の製造方法。
  2. 　前記主プレート溶接工程では、前記ノズル接合工程で溶接した溶接部のうち前記圧力容器本体の内側に露出する部分を覆うように環状のスペーサを前記円形開口部の内側に嵌装した後、該スペーサを前記ノズルの圧力容器側端面と共に前記主プレートで覆うことを特徴とする、請求項１に記載の加圧反応装置の製造方法。
  3. 　前記耐腐食性の合わせ材がチタン又はその合金からなることを特徴とする、請求項１又は２に記載の加圧反応装置の製造方法。
  4. 　前記保護プレートの幅が５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項３に記載の加圧反応装置の製造方法。
  5. 　前記加圧反応装置は内部が隔壁で複数の区画室に区画されていると共に各区画室に撹拌機が設けられたオートクレーブ装置であり、加熱及び加圧された鉱石スラリーを硫酸と共に最も上流側の区画室に装入し、順次下流側の区画室に隔壁をオーバーフローさせて該鉱石スラリーを移送することで浸出処理を進行させるものであることを特徴とする、請求項４に記載の加圧反応装置の製造方法。
  6. 　内部が隔壁で複数の区画室に区画されていると共に、各区画室に撹拌機が設けられた圧力容器からなる加圧反応装置であって、
    　該圧力容器は母材と耐食金属製の合わせ材とからなるクラッド鋼で形成されており、その接液部に位置するノズルは、内側に該耐食金属製のスリーブが内嵌された炭素鋼からなり、該ノズルの内径と同じ内径を有し且つ該ノズルの肉厚よりも大きな幅を有する該耐食金属製の環状の主プレートが、該ノズルの該圧力容器側端面を覆うように、その内側周縁部及び外側周縁部においてそれぞれ該スリーブ及び該合わせ材に全周に亘って溶接されており、該主プレートを取り囲むように該耐食金属製の環状の保護プレートが設けられており、該保護プレートはその外側周縁部は全周に亘って該合わせ材に隅肉溶接されていると共に、その内側周縁部と該主プレートの外側周縁部との間は全周に亘って肉盛り溶接されていることを特徴とする加圧反応装置。
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