WO2021024935A1 - 硫化水素ガスの除害設備 - Google Patents

硫化水素ガスの除害設備 Download PDF

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hydrogen sulfide
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tower
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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    • C01B17/16—Hydrogen sulfides
    • 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
    • C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/20—Obtaining zinc otherwise than by distilling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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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
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/44—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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 hydrogen sulfide gas abatement facility.
  • HPAL High Pressure Acid Leaching
  • the HPAL method does not include a dry treatment step such as a reduction and drying step, and extracts valuable metals by a consistent wet treatment step. .. Therefore, it is advantageous in terms of energy and cost as compared with the pyrometallurgical method.
  • the HPAL method has an advantage that a nickel sulfide having an improved nickel grade of about 50% by weight can be obtained.
  • nickel sulfide means sulfide containing nickel.
  • a leaching step of adding and leaching under high temperature and high pressure includes a dezincination step of removing the zinc inside, a sulfide step of adding a sulfurizing agent to the leachate after the dezincification treatment to generate nickel sulfide, and a detoxification step of detoxifying the post-sulfurization liquid (for example, see Patent Document 1).
  • a sulfide is added to the neutralized liquid to generate zinc sulfide, and then the slurry containing the zinc sulfide is solid-liquid separated to form zinc sulfide and dezinc. Obtained with after-liquid. Therefore, in the treatment in the dezincification step, a sulfide production facility including a reaction vessel, a pipe connected to the reaction vessel, a valve, and the like is used.
  • a sulfurization reaction that produces nickel sulfide and a poor liquid is carried out by supplying an acidic sulfuric acid solution containing nickel to the reaction vessel and blowing hydrogen sulfide gas into the acidic sulfuric acid solution in the reaction vessel. Do. Therefore, even in the treatment in the sulfurization step, a sulfide production facility including a reaction vessel, a pipe connected to the reaction vessel, a valve, and the like is used.
  • the present invention has been proposed in view of such circumstances, and is a technique capable of suppressing gas leakage from the equipment to the outside with higher accuracy in the abatement equipment for detoxifying hydrogen sulfide gas.
  • the purpose is to provide.
  • the first invention of the present invention is a facility for detoxifying hydrogen sulfide gas recovered from a reaction facility that causes a sulfide reaction, and the reaction facility is a first reaction facility and a second reaction.
  • the equipment consists of an abatement tower that abates hydrogen sulfide gas, a preliminary abatement tower that abates hydrogen sulfide gas recovered from the second reaction facility, and the preliminary abatement tower and the abatement tower.
  • a first introduction pipe for connecting and introducing the gas after treatment in the preliminary abatement tower into the abatement tower, and an exhaust pipe for discharging the detoxified gas in the abatement tower are provided.
  • the first introduction pipe is provided with a pressure transmitter, the exhaust pipe is provided with an exhaust valve, and the exhaust pipe is based on the outlet pressure of the preliminary abatement tower measured by the pressure transmitter. It is a hydrogen sulfide gas abatement facility that maintains the internal pressure of the abatement tower within a predetermined range by controlling the exhaust valve provided in the above.
  • the first reaction facility and the abatement tower are connected, and the hydrogen sulfide gas from the first reaction facility is abatated.
  • a second introduction pipe to be introduced into the tower is provided, the second introduction pipe is provided with a plurality of pressure transmitters, the exhaust pipe is composed of a plurality of pipes, and each exhaust pipe has a diameter.
  • the exhaust valve provided in the exhaust pipe is provided with different exhaust valves, and is provided in the exhaust pipe based on the outlet pressure of the preliminary abatement tower and the inlet pressure of the abatement tower measured by the plurality of pressure transmitters.
  • This is a hydrogen sulfide gas abatement facility that maintains the pressure inside the abatement tower within a predetermined range by controlling the above.
  • a nitrogen gas introduction pipe for introducing nitrogen gas is connected to the abatement tower, and a pressure valve is connected to the nitrogen gas introduction pipe.
  • the exhaust valve and the pressurizing valve provided in the exhaust pipe are provided based on the outlet pressure of the preliminary abatement tower and the inlet pressure of the abatement tower measured by the plurality of pressure transmitters. It is a hydrogen sulfide gas abatement facility that maintains the pressure inside the abatement tower within a predetermined range by controlling with.
  • the fourth invention of the present invention is the hydrogen sulfide gas abatement equipment in which three or more pressure transmitters are provided in the second introduction pipe in the second or third invention. Is.
  • the exhaust pipe is composed of three or more pipes, and each exhaust pipe has an exhaust valve having a different diameter. This is a hydrogen sulfide gas abatement facility provided.
  • the exhaust valve is a butterfly valve, which is a hydrogen sulfide gas abatement facility.
  • the seventh invention of the present invention is the hydrogen sulfide gas abatement equipment having the pneumatic actuator for driving the butterfly valve in the sixth invention.
  • the first reaction facility is zinc sulfurized by blowing hydrogen sulfide gas into a sulfuric acid acidic solution containing nickel and zinc. It is a facility for removing hydrogen sulfide gas, which is a facility for producing things.
  • the second reaction facility produces nickel sulfide by blowing hydrogen sulfide gas into a sulfuric acid acidic solution containing nickel. It is a facility to eliminate hydrogen sulfide gas, which is a facility to generate.
  • the hydrogen sulfide gas abatement facility is a facility for abating hydrogen sulfide gas recovered from two reaction facilities (first reaction facility and second reaction facility) that cause a sulfurization reaction.
  • a sulfurization reaction facility first reaction facility in which the treatment in the dezincification step in the wet smelting process of nickel oxide ore is performed
  • a sulfurization reaction facility second reaction facility in which the treatment is performed in the sulfurization step.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a hydrogen sulfide gas abatement facility.
  • the abatement facility 1 is connected to a first reaction facility 2A and a second reaction facility 2B that generate a sulfurization reaction using hydrogen sulfide gas.
  • the first reaction facility 2A is a sulfurization reaction facility in which treatment is performed in a dezincification step in a hydrometallurgical process of nickel oxide ore
  • the second reaction facility 2B is a sulfurization reaction facility in the sulfurization step. It is a sulfurization reaction facility where the treatment is performed.
  • the abatement equipment 1 mainly includes an abatement tower 10A that abates the hydrogen sulfide gas recovered from the first reaction facility 2A and a reserve for abatement of the hydrogen sulfide gas recovered from the second reaction facility 2B.
  • Introduction pipe first introduction pipe that connects the abatement tower 10B, the preliminary abatement tower 10B, and the abatement tower 10A, and introduces the gas treated by the preliminary abatement tower 10B into the abatement tower 10A.
  • 20 and an exhaust pipe 30 for discharging the gas detoxified by the abatement tower 10A are provided.
  • the preliminary abatement tower 10B and the abatement tower 10 are connected via the first introduction pipe 20, and the gas after the abatement treatment in the preliminary abatement tower 10B is performed.
  • the gas after the abatement treatment in the preliminary abatement tower 10B is performed.
  • the sulfurization treatment in the sulfurization step in the wet smelting process of nickel oxide ore uses more hydrogen sulfide gas than the sulfurization treatment in the dezincification step to cause a reaction, and the excess sulfurization recovered.
  • the amount of hydrogen gas also increases.
  • the hydrogen sulfide gas recovered from the sulfurization reaction facility (second reaction facility 2B) in which the treatment in such a sulfurization step is performed is once treated in the preliminary detoxification tower 10B, and then treated in the preliminary detoxification tower 10B.
  • the gas after the treatment in the abatement tower 10A into the abatement tower 10A and performing the abatement treatment again two-step abatement treatment
  • the treatment load in the abatement tower 10A is reduced and the abatement treatment is not performed. It can be prevented from becoming sufficient.
  • the abatement tower 10A is a device for detoxifying and detoxifying hydrogen sulfide gas.
  • the hydrogen sulfide gas recovered from the first reaction facility 2A and the gas recovered from the second reaction facility 2B through the abatement treatment in the preliminary abatement tower 10B are introduced into the inside. , It is detoxified by reacting with a sodium hydroxide solution to produce a sodium hydrosulfide solution.
  • a supply tank 11 for supplying a sodium hydroxide solution is connected to the abatement tower 10A.
  • the recovered and introduced hydrogen sulfide gas is brought into contact with the sodium hydroxide solution supplied from the supply tank 11 to cause an abatement reaction in which the hydrogen sulfide gas is converted into a sodium hydrosulfide solution.
  • the abatement tower 10A is provided with a detoxified gas discharge port 12 at the top thereof, for example, for discharging the gas (detoxified gas) generated by the abatement reaction.
  • An exhaust pipe 30 to be described later is connected to the gas discharge port 12 after detoxification, and the detoxified gas generated by the detoxification reaction is released into the atmosphere through the exhaust pipe 30.
  • the abatement tower 10A can be connected to a pipe for returning the sodium hydrosulfide solution generated by the abatement reaction to the first reaction facility 2A and the second reaction facility 2B.
  • the sodium hydrosulfide solution can be reused as a sulfide agent in those reaction facilities 2A and 2B.
  • the preliminary abatement tower 10B is a device for detoxifying and detoxifying hydrogen sulfide gas, similarly to the abatement tower 10A described above.
  • the hydrogen sulfide gas recovered from the second reaction facility 2B is introduced into the inside and reacted with the sodium hydroxide solution to generate a sodium hydrosulfide solution for abatement.
  • the gas recovered through the abatement treatment in the preliminary abatement tower 10B is introduced into the abatement tower 10A and the abatement treatment is performed again. That is, the hydrogen sulfide gas recovered from the second reaction facility 2B is subjected to two-step treatment in the preliminary abatement tower 10B and the abatement tower 10A. For this reason, the second reaction facility 2B to which the preliminary abatement tower 10B is connected uses, for example, more hydrogen sulfide gas than the reaction in the first reaction facility 2A, and the surplus amount of hydrogen sulfide gas is increased. It is preferable to use equipment that performs many reactions.
  • the supply tank 11 for supplying the sodium hydroxide solution is connected, and the recovered and introduced hydrogen sulfide gas is brought into contact with the sodium hydroxide solution supplied from the supply tank 11. , Causes a detoxification reaction using hydrogen sulfide gas as a solution of sodium hydroxide.
  • An introduction pipe (first introduction pipe) 20 for introducing the gas treated by the preliminary abatement tower 10B into the abatement tower 10A is connected to the preliminary abatement tower 10B. That is, the preliminary abatement tower 10B and the abatement tower 10A are connected via the first introduction pipe 20.
  • the first introduction pipe 20 is a pipe that connects the preliminary abatement tower 10B and the abatement tower 10A and introduces the gas after the treatment in the preliminary abatement tower 10B into the abatement tower 10A. Is.
  • a pressure transmitter 21 is provided in the first introduction pipe 20.
  • the pressure transmitter 21 is a device that measures the internal pressure of the first introduction pipe 20 and converts the measured pressure into a current signal for transmission.
  • the pressure transmitter 21 is electrically connected to a pressure control unit 32 (32a) that controls opening and closing of an exhaust valve 31 (31a) provided in an exhaust pipe 30 (30A) described later, and is a current related to a measured pressure.
  • the signal is transmitted to the pressure control unit 32 (32a).
  • the pressure transmitter 21 since the pressure transmitter 21 is provided in the first introduction pipe 20 connecting the preliminary abatement tower 10B and the abatement tower 10A, the pressure transmitter 21 measures the outlet pressure of the preliminary abatement tower 10B. Is. In other words, the inlet pressure when the gas after the treatment in the preliminary abatement tower 10B is introduced into the abatement tower 10A is measured.
  • the pressure control unit 32 (32a) is provided so as to correspond to the exhaust valve 31 (31a) provided in the exhaust pipe 30 (30A), and the pressure transmitter 21 is provided for the exhaust gas provided in the exhaust pipe 30A. It is electrically connected to the pressure control unit 32a that controls the opening and closing of the valve 31a.
  • the pressure control unit 32a controls the pressure by controlling the opening and closing of the corresponding exhaust valve 31a. Specifically, for example, the pressure control unit 32a controls the corresponding exhaust valve 31a to "open", so that the detoxified gas is discharged from the abatement tower 10A through the exhaust pipe 30A. Therefore, the internal pressure of the abatement tower 10A can be reduced.
  • the first introduction pipe 20 may be provided with a pressure gauge (not shown).
  • the pressure gauge measures the internal pressure of the introduction pipe 20 separately from the pressure transmitter 21. By providing a pressure gauge in this way and periodically comparing it with the pressure measured by the pressure transmitter 21, it becomes possible to judge the failure of the pressure transmitter 21 and the necessity of calibration, and pressure transmission. The reliability of the vessel 21 can be ensured.
  • the exhaust pipe 30 is a pipe that discharges the gas detoxified by the abatement reaction in the abatement tower 10A.
  • the exhaust pipe 30 is composed of a plurality of pipes.
  • FIG. 1 shows an example in which four exhaust pipes 30A, 30B, 30C, and 30D are provided in the abatement equipment 1.
  • the exhaust pipe 30 is provided with an exhaust valve 31 that controls the discharge of gas through the pipe.
  • Exhaust valves 31 (31a, 31b, 31c, 31d) are provided in each of the four exhaust pipes 30A, 30B, 30C, and 30D.
  • At least three exhaust valves 31 (31b, 31c, 31d) out of the four exhaust valves 31a, 31b, 31c, 31d have different diameters.
  • the detoxified gas generated in the abatement tower 10A is provided. Emissions can be controlled more appropriately. For example, when the amount of gas to be discharged is small, it is sufficient to discharge the gas only by the exhaust pipe 30 provided with the exhaust valve 31 having a small diameter, and then, as the amount of gas to be discharged increases, the exhaust gas having a larger diameter is sequentially discharged.
  • Control such as switching to exhaust from the exhaust pipe 30 provided with the valve 31 can be performed.
  • the opening and closing of the exhaust valve 31 is controlled by the pressure control units 32 (32a, 32b, 32c, 32d) provided so as to correspond to the exhaust valve 31 to be controlled.
  • the diameter sizes of the three exhaust valves 31b, 31c, and 31d having different diameters can be, for example, 3 inches, 8 inches, and 16 inches.
  • the exhaust valve 31 is not particularly limited, but it is preferable to use a butterfly valve from the viewpoint of saving space when a plurality of exhaust valves 31 are installed.
  • the butterfly valve has an actuator for driving the butterfly valve, and the actuator is preferably a pneumatic actuator. With the pneumatic actuator, it is easy to operate the actuator to the open side or the closed side even when the air of the drive source is lost.
  • the number of exhaust pipes 30 is not limited to four as illustrated in FIG. For example, the number may be five or more. In this way, by providing a plurality of, particularly preferably four or more exhaust pipes 30, it is possible to appropriately perform exhaust control based on the gas flow rate by the exhaust valves 31 having different diameters.
  • the exhaust pipe 30 is connected to a device (pre-atmospheric release device) 60 such as a filter device, and discharges the detoxified gas to the device 60.
  • a device pre-atmospheric release device
  • the gas introduced through the exhaust pipe 30 is passed through a filter or the like before being released into the atmosphere, and then released into the atmosphere in a safer form.
  • the second introduction pipe 40 is a pipe that connects the first reaction facility 2A and the abatement tower 10A and introduces hydrogen sulfide gas from the first reaction facility 2A into the abatement tower 10A.
  • FIG. 1 shows an example in which three pressure transmitters 41a, 41b, and 41c are provided in the abatement equipment 1.
  • the pressure transmitter 41 (41a, 41b, 41c) provided in the second introduction pipe 40 is a device that measures the internal pressure of the second introduction pipe 40, converts the measured pressure into a current signal, and transmits the measured pressure. Is.
  • the pressure transmitter 41 is electrically connected to the pressure control unit 32 that controls the opening and closing of the exhaust valve 31 provided in the exhaust pipe 30 described above, and transmits a current signal related to the measured pressure to the pressure control unit 32. ..
  • the pressure transmitter 41 since the pressure transmitter 41 is provided in the second introduction pipe 40 connecting the first reaction facility 2A and the abatement tower 10A, the pressure transmitter 41 measures the inlet pressure of the abatement tower 10A. Is.
  • the three pressure transmitters 41a, 41b, 41c provided in the second introduction pipe 40 are continuously provided in the second introduction pipe 40 from the upstream to the downstream, respectively. It is possible to independently measure the internal pressure of the second introduction pipe 40 (the inlet pressure of the abatement tower 10A) and send a current signal to the pressure control unit 32.
  • a pressure transmitter selection switch 42 is provided in the cable that electrically connects the pressure transmitter 41 and the pressure control unit 32.
  • the pressure transmitter selection switch 42 is a switch mechanism that selects one or two of the three pressure transmitters 41a, 41b, and 41c, and is a current signal relating to the pressure from the selected pressure transmitter 41. Is sent to the pressure control unit 32.
  • a plurality of pressure control units 32 are provided so as to correspond to the exhaust valves 31 provided in the plurality of exhaust pipes 30, respectively, and the pressure transmitters 41a and 41b provided in the second introduction pipe 40 are provided. , 41c are electrically connected to the pressure control units 32b, 32c, 32d that control the opening and closing of the exhaust valves 31b, 31c, 31d provided in the exhaust pipes 30B, 30C, 30D, respectively.
  • Each of the pressure control units 32 controls the pressure by controlling the opening and closing of the corresponding exhaust valve 31.
  • the pressure control unit 32b controls the corresponding exhaust valve 31b to "open", so that the detoxified gas is discharged from the abatement tower 10 through the exhaust pipe 30B. Therefore, the internal pressure of the abatement tower 10A can be reduced.
  • the number of pressure transmitters 41 provided in the second introduction pipe 40 is not limited to three as illustrated in FIG. For example, it may be two or four or more. By providing a plurality of pressure transmitters 41 in this way, the reliability of the measured pressure (inlet pressure of the abatement tower 10A) can be improved, and the abatement tower 10A is based on the more accurately measured pressure.
  • the control for maintaining the internal pressure of the above within a predetermined range can be effectively and efficiently performed. Details will be described later.
  • the pressure gauge 43 may be provided in the second introduction pipe 40.
  • the pressure gauge 43 measures the internal pressure of the second introduction pipe 40 separately from the pressure transmitter 41.
  • the pressure gauge 43 is provided in this way, and the pressure is periodically compared with the pressure measured by the pressure transmitter 41 to determine the failure of the pressure transmitter 41 and the necessity of calibration. This makes it possible to ensure the reliability of the pressure transmitter 41.
  • a nitrogen gas introduction pipe 50 for introducing a nitrogen (N 2 ) gas may be provided in the abatement tower 10A.
  • the nitrogen gas introduction pipe 50 is a pipe that connects a nitrogen gas tank (not shown) for supplying nitrogen gas and the abatement tower 10A, and supplies a predetermined amount of nitrogen gas to the abatement tower 10A from the nitrogen gas tank. Can be done.
  • the pressurizing valve 51 is a valve that controls the supply of nitrogen gas to the abatement tower 10A via the nitrogen gas introduction pipe 50, and when the pressure valve 51 is opened, the nitrogen gas is supplied to the abatement tower 10. , The internal pressure of the abatement tower 10A can be increased.
  • the pressure valve 51 is electrically connected to a pressure control unit 32 that controls the opening and closing of a predetermined exhaust valve 31 provided in the exhaust pipe 30 described above. Therefore, the pressure control unit 32 can control the opening and closing of the pressure valve 51, and can control the internal pressure of the abatement tower 10A so as to "increase" it.
  • the sulfide production facility (reaction facility) used for the dezincification step and the sulfurization step in the hydrometallurgical process of nickel oxide ore uses hydrogen sulfide gas in a sealed state, and the reaction gas and reaction during operation.
  • the structure is such that the liquid does not leak to the outside.
  • the pressure changes according to the operating conditions (conditions, reaction conditions, etc.), so that the fluid (gas) that may adversely affect the environment is the reaction equipment. It was discovered that unexpected malfunctions (eg, pipe blockages and load fluctuations) could damage the connected hydrogen sulfide gas abatement equipment. It was also discovered that hydrogen sulfide gas may not be effectively detoxified in the abatement facility.
  • the gas to be introduced is sucked into the abatement tower with a constant pressure, and then detoxified by the abatement tower and released into the atmosphere.
  • hydrogen sulfide gas is released without being detoxified by applying a pressure higher than the specified pressure to the abatement tower. Will be done.
  • the pressure is reliably detected and the pressure inside the abatement tower is reliably maintained within a predetermined range, the hydrogen sulfide gas is appropriately detoxified, and the detoxified gas is removed. It can be released to the outside, and there is no particular problem.
  • the pressure will not actually fall within the specified value even if the valve is opened and closed to keep the pressure of the abatement tower constant. There is. For example, if the pressure inside the abatement tower is not measured accurately, and the pressure measurement instrument shows a low value even though the internal pressure of the abatement tower is high, the abatement tower will use it. Pressure exceeding the withstand voltage will be applied. Then, if the abatement tower is cracked due to this, undetoxified hydrogen sulfide gas may leak to the outside.
  • nickel is recovered as sulfide by using an excess amount of hydrogen sulfide gas. I try to increase the rate. Therefore, a relatively large amount of excess hydrogen sulfide gas that did not contribute to the sulfurization reaction may remain.
  • the hydrogen sulfide gas recovered from the reaction equipment in such a sulfurization process is once subjected to abatement treatment in the preliminary abatement tower provided in the abatement facility, and then the treated gas is introduced into the abatement tower. Then, the abatement treatment is performed again. As a result, the processing load in the abatement tower is reduced, and a large amount of hydrogen sulfide gas is surely detoxified.
  • the possibility of excessive pressurization as described above is relatively high on the preliminary abatement tower side, and pressurization from the connected process and the connection pipe with the abatement tower (first introduction pipe 20). ) Is assumed to be the pressure generated when the crystal that causes the blockage is peeled off or melted. In that case, the pressure applied to the abatement tower may exceed the specified pressure of the abatement tower. .. Then, there is a possibility that the preliminary abatement tower or the abatement tower is cracked and the detoxified hydrogen sulfide leaks to the outside.
  • the hydrogen sulfide gas abatement equipment 1 is provided with the above-described configuration, and in particular, based on the outlet pressure of the preliminary abatement tower 10B by the pressure transmitter 21 provided in the first introduction pipe 20.
  • the exhaust valve 31a provided in the exhaust pipe 30A the internal pressure of the abatement tower 10A is maintained within a predetermined range.
  • hydrogen sulfide gas leaks from the abatement tower 10A even when the pressure of the hydrogen sulfide gas fluctuates depending on the state of the reaction facility 2 and excessive pressurization is applied to the preliminary abatement tower 10B. It is possible to effectively prevent problems such as.
  • the pressure transmitter 21 measures the internal pressure of the installed first introduction pipe 20, converts the measured pressure value into a current signal, and transmits the measured pressure value to the electrically connected pressure control unit 32a. Alternatively, as shown in FIG. 1, transmission may be performed to the pressure control units 32b and 32c in addition to the pressure control unit 32a.
  • the pressure control unit 32a is provided so as to correspond to the exhaust valve 31a provided in the exhaust pipe 30A, and controls the pressure by controlling the opening and closing of the corresponding exhaust valve 31a. For example, when the outlet pressure of the preliminary abatement tower 10B measured by the pressure transmitter 21 is high and the preliminary abatement tower 10B is excessively pressurized, a current signal relating to the pressure value is transmitted. Upon reception by the pressure control unit 32a, the pressure control unit 32a opens the exhaust valve 31a to promote the discharge of the detoxified gas from the exhaust pipe 30A. As a result, the internal pressure of the abatement tower 10A is maintained within a predetermined range.
  • control target is to set the internal pressure of the abatement tower 10A to a predetermined pressure (for example, 0.45 to 0.55 kPa), and the outlet of the preliminary abatement tower 10B sent from the pressure transmitter 21.
  • a predetermined pressure for example, 0.45 to 0.55 kPa
  • the exhaust valve 31a provided in the exhaust pipe 30A from the pressure value, the discharge of the detoxified gas is appropriately controlled, and the internal pressure of the abatement tower 10A is maintained within a predetermined range.
  • the current signal relating to the measured pressure from the pressure transmitter 21 may be sent to the pressure control units 32b and 32c, and in addition to the control of the exhaust valve 31a by the pressure control unit 32a, the pressure
  • the exhaust valves 31b and 31c By controlling the exhaust valves 31b and 31c by the control units 32b and 32c, the exhaust of the detoxified gas may be controlled more appropriately.
  • the exhaust valves 31b and 31c have different diameters from each other. Therefore, by controlling the exhaust valves 31b and 31c together, the exhaust valves 31b and 31c can be further controlled based on the measured outlet pressure of the preliminary abatement tower 10B. It is possible to perform a wide range of appropriate control.
  • the pressure transmitter 41 provided in the second introduction pipe 40 which is connected to the first reaction facility 2A and introduces the hydrogen sulfide gas into the abatement tower 10A is used. , Measure the inlet pressure of the abatement tower 10A.
  • a plurality of pressure transmitters 41 on the second introduction pipe 40 are provided.
  • the internal pressure of the second introduction pipe 40 at the installed location is measured by three pressure transmitters 41a, 41b, 41c.
  • the pressure measurement value by at least one of the three pressure transmitters 41a, 41b, 41c installed by the pressure transmitter 41 is similarly provided in the second introduction pipe 40. If it is the same as the pressure value of the pressure gauge 43, the measured value of the pressure transmitter 41a is adopted as the true pressure value (the true inlet pressure of the abatement tower 10A), and the current signal is sent to the pressure control unit 32. Send.
  • the remaining one pressure transmitter 41 (for example, 41a, 41b) is measured. It is judged that the pressure value according to 41c) is a low reliability value, and the measured value of either one of the two pressure transmitters 41a and 41b is set as the true pressure value (the true inlet pressure of the abatement tower 10A). It is adopted to transmit a current signal to the pressure control unit 32.
  • the inlet pressure of the abatement tower 10A can be appropriately measured and grasped, which will be described later.
  • Control by the exhaust valve 31 and the pressure valve 51 can be appropriately performed.
  • the internal pressure of the abatement tower 10A can be maintained more stably, and the occurrence of problems such as leakage of hydrogen sulfide gas can be effectively prevented.
  • the selection control of the pressure transmitters 41a, 41b, 41c provided in the second introduction pipe 40 can be performed by the pressure transmitter selection switch 42.
  • this selection control can be carried out using, for example, a DCS (Distributed Control System), and the pressure is increased by operating the pressure transmitter selection switch 42 at the operator's discretion based on the graphic screen for operation.
  • the transmitter 41 eg 41a
  • a current signal relating to the pressure (inlet pressure of the abatement tower 10A) from a specific pressure transmitter 41 (for example, 41a) provided in the second introduction pipe 40 is transmitted.
  • the pressure control unit 32 controls the opening / closing (0 to 100% opening degree) of the exhaust valve 31 (for example, 31b).
  • pressure control units 32 are provided so as to correspond to the exhaust valves 31a, 31b, 31c, 31d provided in the four exhaust pipes 30A, 30B, 30C, and 30D, respectively (pressure control units 32a, 32b). , 32c, 32d), and the pressure control units 32a, 32b, 32c, 32d control the pressure by controlling the opening and closing of the corresponding exhaust valves 31a, 31b, 31c, 31d, respectively.
  • the three pressure transmitters 41a, 41b and 41c provided in the second introduction pipe 40 are electrically connected to the pressure control units 32b, 32c and 32d, respectively.
  • the pressure control units 32b, 32c, and 32d control the opening and closing of the corresponding exhaust valves 31b, 31c, and 31d, respectively.
  • the exhaust valves 31b, 31c, and 31d are configured to have different diameters. From this, the pressure control by opening and closing the exhaust valves 31b, 31c, 31d by the pressure control units 32b, 32c, 32d will be different. Therefore, the pressure control units 32b, 32c, 32d are appropriate exhaust valves 31b, 31c, 31d based on the current signal regarding the pressure (inlet pressure of the abatement tower 10A) sent from the pressure transmitters 41a, 41b, 41c. It is important to select and control the opening and closing.
  • the diameters of the exhaust valves 31b, 31c, and 31d are 3 inches, 8 inches, and 16 inches, respectively.
  • the pressure control units 32b, 32c, 32d Among them, the pressure control unit 32b provided to control the exhaust valve 31b having the smallest diameter is operated, the exhaust valve 31b is opened by the pressure control unit 32b, and the detoxified gas is discharged from the exhaust pipe 30B. To promote. As a result, the internal pressure of the abatement tower 10A is maintained within a predetermined range.
  • the control target is to set the internal pressure of the abatement tower 10A to a predetermined pressure (for example, 0.45 to 0.55 kPa), and the exhaust valve based on the outlet pressure of the preliminary abatement tower 10B as described above.
  • the exhaust valves 31b, 31c, and 31d are detoxified by controlling the exhaust valves 31b, 31c, and 31d from the value of the inlet pressure of the abatement tower 10A sent from the pressure transmitter 41 of the second introduction pipe 40.
  • the exhaust gas is controlled more stably within a predetermined range.
  • the pressurizing valve 51 is provided in the nitrogen gas introduction pipe 50 for introducing nitrogen (N 2 ) gas into the abatement tower 10A, and controls the introduction of nitrogen gas through the nitrogen gas introduction pipe 50. Therefore, the pressure control units 32b, 32c, 32d control the opening and closing of the pressure valve 51 based on the current signal regarding the pressure (inlet pressure of the abatement tower 10A) received from the pressure transmitters 41a, 41b, 41c, and remove the pressure. It can also be controlled to "increase" the internal pressure of the damage tower 10A.
  • the pressure inside the abatement tower 10A can be made more effective by further controlling the pressure valve 51 based on the information of the inlet pressure of the abatement tower 10A from the pressure transmitters 41a, 41b, 41c. Can be maintained within a predetermined range.
  • the pressure inside the abatement tower 10 may increase due to the pressure of the gas sent to the abatement tower 10, the rotation speed of the fan, and the like. It may cause negative pressure. Even in such a case, it is preferable that the pressure valve 51 also controls the pressure within a predetermined range so as not to cause a negative pressure.
  • the abatement equipment having the above-mentioned configuration removes unreacted hydrogen sulfide gas from the reaction equipment (sulfide production equipment) used for the dezincification step and the sulfurization step in the hydrometallurgical process of nickel oxide ore. It can be suitably used for equipment for collecting and detoxifying.
  • the hydrometallurgical process of nickel oxide ore will be briefly described below.
  • FIG. 2 is a process diagram showing an example of the flow of the wet smelting process of nickel oxide ore.
  • This hydrometallurgical process consists of a leaching step S1 in which sulfuric acid is added to a slurry of nickel oxide ore as a raw material and leaching treatment is performed under high temperature and high pressure, and a solid-liquid separation in which a residue is separated from the leaching slurry to obtain a leachate containing nickel.
  • Step S2 and neutralization step S3 in which the pH of the leachate is adjusted to separate impurity elements in the leachate as neutralized starch to obtain a post-neutralized solution, and zinc contained in the post-neutralized solution is separated as zinc sulfide.
  • It has a dezincification step S4 for removing, and a sulfurization step (nickel recovery step) S5 for producing nickel sulfide from the solution after the dezincification treatment.
  • Leaching step S1 a high-temperature pressure reaction tank such as an autoclave is used to add sulfuric acid to the nickel oxide ore slurry (ore slurry), and the temperature is about 230 ° C to 270 ° C and the pressure is about 3 to 5 MPa. The mixture is stirred under the above conditions to generate a leaching slurry consisting of a leaching solution and a leaching residue.
  • a high-temperature pressure reaction tank such as an autoclave is used to add sulfuric acid to the nickel oxide ore slurry (ore slurry), and the temperature is about 230 ° C to 270 ° C and the pressure is about 3 to 5 MPa.
  • the mixture is stirred under the above conditions to generate a leaching slurry consisting of a leaching solution and a leaching residue.
  • Nickel oxide ores mainly include so-called laterite ores such as limonite ore and saprolite ore.
  • the nickel content of the laterite ore is usually 0.8% by weight to 2.5% by weight, and is contained as a hydroxide or a siliceous earth (magnesium silicate) mineral.
  • the iron content is 10% by weight to 50% by weight, mainly in the form of trivalent hydroxide (gesite), but some divalent iron is contained in the siliceous earth mineral. ..
  • an oxide ore containing a valuable metal such as nickel, cobalt, manganese, and copper, for example, a manganese aneurysm existing on the deep sea floor can be used.
  • the liquid portion of the obtained leaching slurry usually contains divalent and trivalent iron ions in addition to nickel, cobalt and the like.
  • the pH of the obtained leaching solution is adjusted to 0.1 to 1.0 from the viewpoint of the filterability of the leaching residue containing hematite produced in the solid-liquid separation step S2 of the next step. It is preferable to do so.
  • the amount of sulfuric acid added to the autoclave charged with the ore slurry is not particularly limited, but an excess amount such that iron in the ore is leached is used. For example, it is about 300 kg to 400 kg per ton of ore.
  • a solid-liquid separation treatment is performed using a solid-liquid separation device such as a thickener. Specifically, first, the leaching slurry is diluted with a washing liquid, and then the leaching residue in the leaching slurry is concentrated as a thickener sediment. As a result, nickel and cobalt adhering to the leaching residue can be reduced according to the degree of dilution thereof. In actual operation, it is possible to improve the recovery rate of nickel and cobalt by using a thickener having such a function in multiple stages.
  • neutralization treatment is performed by adding a neutralizing agent such as magnesium oxide or calcium carbonate so that the pH becomes 4 or less while suppressing the oxidation of the leachate, and trivalent.
  • a neutralizing agent such as magnesium oxide or calcium carbonate
  • the pH of the obtained neutralized liquid is 4, preferably 3.0 to 3.5, more preferably 3.1 to 3.2, while suppressing the oxidation of the separated leachate.
  • a neutralizing agent such as calcium carbonate is added to the leachate to form a neutralized liquid that is a source of a mother liquor for recovering nickel and a slurry of neutralized starch containing trivalent iron as an impurity element. ..
  • the neutralization step S3 by performing the neutralization treatment (purification treatment) on the leachate in this way, the excess acid used in the leachate treatment by the HPAL method is neutralized to generate a neutralized liquid, and the solution is formed. Impurities such as trivalent iron ions and aluminum ions remaining inside are removed as neutralized starch.
  • the dezincification step S4 the after-neutralizing solution obtained through the neutralization step S3 is used as the starting solution (dezincifying starting solution), and a sulfurizing agent such as hydrogen sulfide gas is added to perform sulfurization treatment. And the zinc contained in the solution is separated and removed in the form of sulfide. This treatment is also called “dezincification treatment”.
  • the neutralized solution is a sulfuric acid acidic solution containing nickel and zinc.
  • the neutralized liquid obtained through the neutralization step S3 contains nickel to be recovered and zinc as an impurity component.
  • zinc sulfide is generated by causing a sulfurization reaction under predetermined conditions, and nickel containing nickel is recovered by separating and removing it. Obtain the mother liquor.
  • a neutralized liquid containing nickel and zinc is supplied into a pressurized reaction vessel (sulfide reaction vessel), and hydrogen sulfide gas is blown into the gas phase of the reaction vessel.
  • sulfide reaction vessel a pressurized reaction vessel
  • hydrogen sulfide gas is blown into the gas phase of the reaction vessel.
  • zinc is selectively sulfided with respect to nickel to form zinc sulfide and a mother liquor for recovering nickel.
  • the slurry obtained after the sulfurization reaction is solid-liquid separated to obtain a nickel recovery mother liquor from which zinc has been separated.
  • nickel recovery step S5 hydrogen sulfide gas is added to cause a sulfurization reaction to generate nickel sulfide.
  • nickel is used as a condition of the sulfurization reaction. The conditions are relaxed rather than the sulfurization reaction conditions.
  • a sulfurization reaction is usually caused by supplying an excessive amount of hydrogen sulfide gas, and zinc is more reliably separated and recovered in the form of sulfide. Therefore, unreacted hydrogen sulfide gas remains after the sulfurization reaction.
  • the unreacted hydrogen sulfide gas is recovered in a hydrogen sulfide gas detoxification facility connected to a sulfurization reaction tank (reaction facility) for dezincification treatment, and detoxification treatment (detoxification treatment) is performed.
  • the hydrogen sulfide gas abatement equipment 1 according to the present invention can be preferably used.
  • the sulfurization treatment in the sulfurization step S5 can be performed using a sulfurization reaction tank (reaction facility) in the same manner as the treatment in the dezincification step S4, and the starting liquid in the sulfurization reaction tank adjusted to a predetermined pressure can be subjected to. Hydrogen sulfide gas is blown into the gas phase portion in the reaction vessel, and the hydrogen sulfide gas is dissolved in the solution to cause a sulfurization reaction. By this sulfurization treatment, nickel contained in the starting liquid is immobilized as sulfide and recovered.
  • a sulfurization reaction tank reaction facility
  • the obtained slurry containing nickel sulfide is charged into a sedimentation separator such as a thickener and subjected to sedimentation separation treatment, and only the sulfide is separated and recovered from the bottom of the thickener.
  • a sedimentation separator such as a thickener and subjected to sedimentation separation treatment
  • the aqueous solution component overflows from the upper part of the thickener and is recovered as a poor liquid.
  • a sulfurization reaction is usually caused by supplying an excessive amount of hydrogen sulfide gas.
  • it is desired to recover nickel contained in the nickel recovery mother liquor after the dezincification treatment with a high recovery rate by surely producing it in the form of nickel sulfide. Therefore, unreacted hydrogen sulfide gas remains after the sulfurization reaction, and the residual amount is relatively larger than the residual amount after the dezincification treatment.
  • the unreacted hydrogen sulfide gas is recovered in a hydrogen sulfide gas detoxification facility connected to a sulfurization reaction tank (reaction facility) for sulfurization treatment, and detoxification treatment (detoxification treatment) is performed.
  • the hydrogen sulfide gas abatement equipment 1 according to the present invention can be preferably used. Then, by using the sulfurization reaction tank for performing this sulfurization treatment as the second reaction equipment 2B (see FIG. 1) connected to the hydrogen sulfide gas abatement equipment 1 according to the present invention, it is efficient. Moreover, effective detoxification treatment can be performed without leaking hydrogen sulfide gas, which is insufficiently detoxified.

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Abstract

硫化水素ガスを除害する除害設備において、設備から外部へのガス漏れをより高い確度で抑制する技術を提供する。　本発明は、硫化反応が生じる第１の反応設備２Ａ及び第２の反応設備２Ｂから回収した硫化水素ガスを除害する設備（除害設備）１であって、硫化水素ガスを除害する除害塔１０Ａと、第２の反応設備２Ｂから回収した硫化水素ガスを除害する予備除害塔１０Ｂと、予備除害塔１０Ｂと除害塔１０Ａとを接続して予備除害塔１０Ｂでの処理後ガスを除害塔１０Ａに導入する第１の導入配管２０と、除害塔１０Ａで無害化したガスを排出する排気配管３０と、を備える。第１の導入配管２０には圧力伝送器２１が設けられ、排気配管３０Ａには排気弁３１ａが設けられ、圧力伝送器２１による予備除害塔１０Ｂの出口圧力に基づき、排気配管３０Ａに設けられた排気弁３１ａの制御により除害塔１０Ａの内部圧力を所定の範囲に維持する。

Description

硫化水素ガスの除害設備
　本発明は、硫化水素ガスの除害設備に関する。
　従来、ニッケル製錬においては、硫化ニッケル鉱を乾式製錬することにより、ニッケル品位が３０重量％程度のマットを得て、その後、塩素浸出、電解採取法により電気ニッケルを製造する方法が採用されている。
　近年、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法として、硫酸を用いた高圧酸浸出（ＨＰＡＬ：High Pressure Acid Leach）法が注目されている。ＨＰＡＬ法は、従来の一般的なニッケル酸化鉱石の製錬方法である乾式製錬法とは異なり、還元及び乾燥工程等の乾式処理工程を含まず、一貫した湿式処理工程によって有価金属を抽出する。このため、乾式製錬方法に比べて、エネルギー的及びコスト的に有利となる。
　また、ＨＰＡＬ法は、ニッケル品位を５０重量％程度まで向上させたニッケル硫化物が得られるという利点を有する。なお、「ニッケル硫化物」は、ニッケルを含む硫化物を意味する。具体的に、ＨＰＡＬ法を用いて原料のニッケル酸化鉱石からニッケル硫化物を得る湿式製錬プロセスにおいては、例えば、原料鉱石の粒度を調整してスラリー化する前処理工程と、鉱石スラリーに硫酸を添加して高温高圧下で浸出処理を施す浸出工程と、浸出スラリーから浸出液と浸出残渣とを分離する固液分離工程と、浸出液に中和処理を施して不純物を除去する中和工程と、浸出液中の亜鉛を除去する脱亜鉛工程と、脱亜鉛処理後の浸出液に硫化剤を添加してニッケル硫化物を生成する硫化工程と、硫化後液を無害化する無害化工程と、が含まれる（例えば、特許文献１参照）。
　上述した湿式製錬プロセスにおける脱亜鉛工程では、中和後液に硫化剤を添加して亜鉛硫化物を生成した後、その亜鉛硫化物を含むスラリーを固液分離して亜鉛硫化物と脱亜鉛後液とを得ている。そのため、脱亜鉛工程での処理においては、反応容器やその反応容器に繋がる配管、弁等を含む硫化物の製造設備が用いられている。
　また、硫化工程においても、ニッケルを含む硫酸酸性溶液を反応容器に供給するとともに、反応容器内の硫酸酸性溶液に硫化水素ガスを吹き込むことにより、ニッケル硫化物と貧液とを生成する硫化反応を行う。そのため、硫化工程での処理においても、反応容器やその反応容器に繋がる配管、弁等を含む硫化物の製造設備が用いられている。
　上述した硫化物の製造設備では、例えば硫化水素ガス等、そのまま外部に排出すると環境に悪影響を与えるおそれのある流体を取り扱うため、外部への流体漏れ（ガス漏れ等）をより高い確度で抑制する技術が求められる。
　ここで、硫化物の製造設備での硫化反応に寄与しなかった余剰の硫化水素ガスについては、回収して除害設備に供し、アルカリ溶液によって除害するようにしている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、その除害設備から外部へのガス漏れをより高い確度で抑制する技術は提案されておらず、改善の余地がある。
特開２００５－３５０７６６号公報 特開２０１６－１９４１２４号公報
　本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、硫化水素ガスを除害する除害設備において、その設備から外部へのガス漏れをより高い確度で抑制することができる技術を提供することを目的とする。
　（１）本発明の第１の発明は、硫化反応を生じさせる反応設備から回収した硫化水素ガスを除害する設備であって、前記反応設備は、第１の反応設備と、第２の反応設備とからなり、硫化水素ガスを除害する除害塔と、第２の反応設備から回収した硫化水素ガスを除害する予備除害塔と、前記予備除害塔と前記除害塔とを接続して、該予備除害塔での処理後のガスを該除害塔に導入する第１の導入配管と、前記除害塔で無害化したガスを排出する排気配管と、を備え、前記第１の導入配管には、圧力伝送器が設けられ、前記排気配管には、排気弁が設けられており、前記圧力伝送器が測定する前記予備除害塔の出口圧力に基づき、前記排気配管に設けられた前記排気弁の制御によって、前記除害塔の内部圧力を所定の範囲に維持する、硫化水素ガスの除害設備である。
　（２）本発明の第２の発明は、第１の発明において、前記第１の反応設備と前記除害塔とを接続して、該第１の反応設備からの硫化水素ガスを該除害塔に導入する第２の導入配管を備え、前記第２の導入配管には、複数の圧力伝送器が設けられ、前記排気配管は、複数の配管により構成され、それぞれの排気配管には口径の異なる前記排気弁が設けられており、前記予備除害塔の出口圧力と、前記複数の圧力伝送器が測定する前記除害塔の入口圧力とに基づき、前記排気配管に設けられた前記排気弁の制御によって、該除害塔の内部の圧力を所定の範囲に維持する、硫化水素ガスの除害設備である。
　（３）本発明の第３の発明は、第２の発明において、前記除害塔には、窒素ガスを導入する窒素ガス導入配管が接続されており、前記窒素ガス導入配管には、加圧弁が設けられており、前記予備除害塔の出口圧力と、前記複数の圧力伝送器が測定する前記除害塔の入口圧力とに基づき、前記排気配管に設けられた前記排気弁と前記加圧弁との制御によって、該除害塔の内部の圧力を所定の範囲に維持する、硫化水素ガスの除害設備である。
　（４）本発明の第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記第２の導入配管には、３台以上の圧力伝送器が設けられている、硫化水素ガスの除害設備である。
　（５）本発明の第５の発明は、第２乃至第４のいずれかの発明において、前記排気配管は、３本以上の配管により構成され、それぞれの排気配管には口径の異なる排気弁が設けられている、硫化水素ガスの除害設備である。
　（６）本発明の第６の発明は、第１乃至第５のいずれかの発明において、前記排気弁は、バタフライ弁である、硫化水素ガスの除害設備である。
　（７）本発明の第７の発明は、第６の発明において、前記バタフライ弁を駆動する空気式アクチュエータを有する、硫化水素ガスの除害設備である。
　（８）本発明の第８の発明は、第１乃至第７のいずれかの発明において、前記第１の反応設備は、ニッケル及び亜鉛を含む硫酸酸性溶液に硫化水素ガスを吹き込むことによって亜鉛硫化物を生成させる設備である、硫化水素ガスの除害設備である。
　（９）本発明の第９の発明は、第１乃至第８のいずれかの発明において、前記第２の反応設備は、ニッケルを含む硫酸酸性溶液に硫化水素ガスを吹き込むことによってニッケル硫化物を生成させる設備である、硫化水素ガスの除害設備である。
　本発明によれば、硫化水素ガスを除害する除害設備において、その設備から外部へのガス漏れをより高い確度で抑制することができる。
硫化水素ガスの除害設備の構成の一例を示す図である。 ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスの流れの一例を示した工程図である。
　以下、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の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が可能である。なお、本明細書にて、「Ｘ～Ｙ」（Ｘ、Ｙは任意の数値）との表記は、「Ｘ以上Ｙ以下」の意味である。
　≪１．硫化水素ガスの除害設備≫
　本発明に係る硫化水素ガスの除害設備は、硫化反応を生じさせる２つの反応設備（第１の反応設備及び第２の反応設備）から回収した硫化水素ガスを除害する設備である。例えば、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおける脱亜鉛工程での処理が行われる硫化反応設備（第１の反応設備）と、硫化工程での処理が行われる硫化反応設備（第２の反応設備）とがそれぞれ接続されて、硫化反応に寄与しなかった余剰の硫化水素ガスを回収して除害する設備である。
　［除害設備の構成について］
　図１は、硫化水素ガスの除害設備の構成の一例を示す図である。除害設備１には、硫化水素ガスを用いて硫化反応を生じさせる第１の反応設備２Ａと第２の反応設備２Ｂとが接続されている。例えば、その第１の反応設備２Ａは、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおける、脱亜鉛工程での処理が行われる硫化反応設備であり、またその第２の反応設備２Ｂは、硫化工程での処理が行われる硫化反応設備である。
　具体的に、除害設備１は、主として第１の反応設備２Ａから回収した硫化水素ガスを除害する除害塔１０Ａと、第２の反応設備２Ｂから回収した硫化水素ガスを除害する予備除害塔１０Ｂと、予備除害塔１０Ｂと除害塔１０Ａとを接続してその予備除害塔１０Ｂでの処理後のガスを除害塔１０Ａに導入する導入配管（第１の導入配管）２０と、除害塔１０Ａで無害化したガスを排出する排気配管３０と、を備えている。
　除害設備１では、図１に示すように、第１の導入配管２０を介して予備除害塔１０Ｂと除害塔１０とを接続し、予備除害塔１０Ｂでの除害処理後のガスを、除害塔１０Ａにおいて除害処理するように構成されている。例えば、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおける硫化工程での硫化処理は、脱亜鉛工程での硫化処理よりも多くの硫化水素ガスを使用して反応を生じさせており、回収される余剰の硫化水素ガスの量も多くなる。したがって、そのような硫化工程での処理が行われる硫化反応設備（第２の反応設備２Ｂ）から回収した硫化水素ガスを、一旦予備除害塔１０Ｂにて処理し、その後、予備除害塔１０Ｂでの処理後のガスを除害塔１０Ａに導入させて再度除害処理を施すことで（２段階の除害処理）、除害塔１０Ａでの処理負荷を低減させるとともに、除害処理が不十分となることを防ぐことができる。
　　（除害塔）
　除害塔１０Ａは、硫化水素ガスを除害して無害化する装置である。除害塔１０Ａでは、第１の反応設備２Ａから回収した硫化水素ガス、及び、第２の反応設備２Ｂから予備除害塔１０Ｂでの除害処理を経て回収したガスを、内部に導入して、水酸化ナトリウム溶液と反応させて水硫化ナトリウム溶液を生成させることによって除害する。
　除害塔１０Ａには、水酸化ナトリウム溶液を供給する供給タンク１１が接続されている。除害塔１０Ａでは、回収して導入した硫化水素ガスを、供給タンク１１から供給された水酸化ナトリウム溶液と接触させることにより、硫化水素ガスを水硫化ナトリウム溶液とする除害反応を生じさせる。
　また、除害塔１０Ａには、例えばその頂部に、除害反応により生じたガス（無害化したガス）を排出する除害後ガス排出口１２が設けられている。除害後ガス排出口１２には、後述する排気配管３０が接続されており、その排気配管３０を介して除害反応により生じた無害化したガスを大気中に放出する。
　なお、図示しないが、除害塔１０Ａには、除害反応により生じた水硫化ナトリウム溶液を、第１の反応設備２Ａや第２の反応設備２Ｂに戻す配管を接続させることができ、生成した水硫化ナトリウム溶液をそれら反応設備２Ａ，２Ｂにおいて硫化剤として再利用可能にすることができる。
　　（予備除害塔）
　予備除害塔１０Ｂは、上述した除害塔１０Ａと同様に、硫化水素ガスを除害して無害化する装置である。予備除害塔１０Ｂでは、第２の反応設備２Ｂから回収した硫化水素ガスを、内部に導入して、水酸化ナトリウム溶液と反応させて水硫化ナトリウム溶液を生成させることによって除害する。
　上述したように、予備除害塔１０Ｂでの除害処理を経て回収したガスは、除害塔１０Ａに導入されて再度除害処理が施される。つまり、第２の反応設備２Ｂから回収した硫化水素ガスは、予備除害塔１０Ｂと除害塔１０Ａとにおける２段階の処理が行われることになる。このことから、予備除害塔１０Ｂが接続する第２の反応設備２Ｂは、例えば、第１の反応設備２Ａでの反応よりも多くの硫化水素ガスが用いられ、余剰分の硫化水素ガス量が多くなる反応を行う設備とすることが好ましい。
　予備除害塔１０Ｂにおいても、水酸化ナトリウム溶液を供給する供給タンク１１が接続されており、回収して導入した硫化水素ガスを、供給タンク１１から供給された水酸化ナトリウム溶液と接触させることにより、硫化水素ガスを水硫化ナトリウム溶液とする除害反応を生じさせる。
　予備除害塔１０Ｂには、予備除害塔１０Ｂでの処理後のガスを除害塔１０Ａに導入する導入配管（第１の導入配管）２０が接続されている。すなわち、予備除害塔１０Ｂと除害塔１０Ａとが、第１の導入配管２０を介して接続されている。
　　（第１の導入配管）
　第１の導入配管２０は、上述したように、予備除害塔１０Ｂと除害塔１０Ａとを接続して、その予備除害塔１０Ｂでの処理後のガスを除害塔１０Ａに導入する配管である。
　第１の導入配管２０には、圧力伝送器２１が設けられている。圧力伝送器２１は、第１の導入配管２０の内部圧力を測定し、測定された圧力を電流信号に変換して伝送する機器である。圧力伝送器２１は、後述する排気配管３０（３０Ａ）に設けられている排気弁３１（３１ａ）の開閉を制御する圧力制御部３２（３２ａ）と電気的に接続されており、測定圧力に関する電流信号を圧力制御部３２（３２ａ）に送信する。ここで、圧力伝送器２１は、予備除害塔１０Ｂと除害塔１０Ａとを接続する第１の導入配管２０に設けられるものであることから、予備除害塔１０Ｂの出口圧力を測定するものである。換言すると、予備除害塔１０Ｂでの処理後のガスが除害塔１０Ａに導入されるときの入口圧力を測定するものである。
　圧力制御部３２（３２ａ）は、排気配管３０（３０Ａ）に設けられた排気弁３１（３１ａ）に対応するように設けられており、圧力伝送器２１は、排気配管３０Ａに設けられている排気弁３１ａの開閉を制御する圧力制御部３２ａと電気的に接続されている。圧力制御部３２ａは、対応する排気弁３１ａの開閉制御を行うことによって圧力の制御を行う。具体的には、例えば圧力制御部３２ａは、対応する排気弁３１ａを「開放」するように制御することで、除害塔１０Ａから無害化されたガスが排気配管３０Ａを介して排出され、これにより除害塔１０Ａの内部圧力を下げることができる。
　また、第１の導入配管２０には、圧力ゲージ（図示しない）を設けるようにしてもよい。圧力ゲージは、圧力伝送器２１とは別に、導入配管２０の内部圧力を測定するものである。このように圧力ゲージを設け、定期的に、圧力伝送器２１にて測定される圧力と比較することで、圧力伝送器２１の故障や校正の必要性の判断を行うことが可能となり、圧力伝送器２１の信頼性を確保することができる。
　　（排気配管）
　排気配管３０は、除害塔１０Ａにおける除害反応により無害化したガスを排出する配管である。排気配管３０は、複数の配管により構成されている。図１では、除害設備１において４本の排気配管３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄが設けられている例を示している。
　排気配管３０には、その配管を介したガスの排出を制御する排気弁３１が設けられている。排気弁３１（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ）は、４本の排気配管３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄのそれぞれに設けられている。
　ここで、４つの排気弁３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄのうちの少なくとも３つの排気弁３１（３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ）は、それぞれ口径が異なるものである。このように、３本の排気配管３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄのそれぞれに、互いに口径の異なる排気弁３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを一つずつ設けることで、除害塔１０Ａにて生じた無害化されたガスの排出をより適切に制御することができる。例えば、排出するガス量が少ない場合には、小口径の排気弁３１を備えた排気配管３０のみによりガスを排出すればよく、その後、排出するガス量の増加に伴って、順に口径が大きい排気弁３１を備えた排気配管３０からの排出に切り替える等の制御を行うことができる。なお、上述したように、排気弁３１の開閉は、その制御する排気弁３１に対応するように設けられた圧力制御部３２（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ）による制御で行われる。
　口径の異なる３つの排気弁３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの口径サイズは、例えば、３インチ、８インチ、１６インチとすることができる。
　また、排気弁３１としては、特に限定されないが、複数台設置したときに省スペース化できるという観点から、バタフライ弁を使用することが好ましい。バタフライ弁は、バタフライ弁を駆動するアクチュエータを有し、そのアクチュエータは空気式アクチュエータであることが好ましい。空気式アクチュエータでは、駆動源のエアーが喪失したときでも、開側あるいは閉側へ動作させることが容易である。
　排気配管３０の数は、図１に例示する４本とすることに限られない。例えば、５本以上とすることもできる。このように、複数本、特に好ましくは４本以上の排気配管３０を設けることで、口径の異なる排気弁３１による、ガスの流量に基づく排出制御を適切に行うことができる。
　排気配管３０は、例えばフィルター装置等の装置（大気放出前装置）６０と接続されており、無害化されたガスをその装置６０へと排出する。なお、装置６０では、排気配管３０を介して導入されたガスを、大気中にガスを放出する前にフィルター等に通過させ、その後、より安全な形態で大気に放出する。
　　（第２の導入配管）
　第２の導入配管４０は、第１の反応設備２Ａと除害塔１０Ａとを接続して、その第１の反応設備２Ａからの硫化水素ガスを除害塔１０Ａに導入する配管である。
　第２の導入配管４０には、複数の圧力伝送器４１が設けられている。図１では、除害設備１において３台の圧力伝送器４１ａ，４１ｂ，４１ｃが設けられている例を示す。
　第２の導入配管４０に設けられる圧力伝送器４１（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）は、その第２の導入配管４０の内部圧力を測定し、測定された圧力を電流信号に変換して伝送する機器である。圧力伝送器４１は、上述した排気配管３０に設けられている排気弁３１の開閉を制御する圧力制御部３２と電気的に接続されており、測定圧力に関する電流信号を圧力制御部３２に送信する。ここで、圧力伝送器４１は、第１の反応設備２Ａと除害塔１０Ａとを接続する第２の導入配管４０に設けられるものであることから、除害塔１０Ａの入口圧力を測定するものである。
　図１に示すように、第２の導入配管４０に設けられる３台の圧力伝送器４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、その第２の導入配管４０において上流から下流にかけて連続的に設けられており、それぞれが独立して第２の導入配管４０の内部圧力（除害塔１０Ａの入口圧力）を測定して圧力制御部３２に電流信号を送ることが可能となっている。
　また、圧力伝送器４１と圧力制御部３２とを電気的に接続するケーブルには、圧力伝送器選択スイッチ４２が設けられている。圧力伝送器選択スイッチ４２は、３台の圧力伝送器４１ａ，４１ｂ，４１ｃのうちのいずれか１つ、あるいは２つを選択するスイッチ機構であり、選択した圧力伝送器４１からの圧力に関する電流信号を圧力制御部３２に送る。
　上述したように、圧力制御部３２は、複数の排気配管３０にそれぞれ設けられた排気弁３１に対応するように複数設けられており、第２の導入配管４０に設けられる圧力伝送器４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、それぞれ、排気配管３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄに設けられている排気弁３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの開閉を制御する圧力制御部３２ｂ，３２ｃ，３２ｄと電気的に接続されている。圧力制御部３２はそれぞれ、対応する排気弁３１の開閉制御を行うことによって圧力の制御を行う。具体的には、例えば圧力制御部３２ｂは、対応する排気弁３１ｂを「開放」するように制御することで、除害塔１０から無害化されたガスが排気配管３０Ｂを介して排出され、これにより除害塔１０Ａの内部圧力を下げることができる。
　第２の導入配管４０に設けられる圧力伝送器４１の設置数は、図１に例示する３台とすることに限られない。例えば、２台としてもよいし、４台以上としてもよい。このように、圧力伝送器４１を複数設けることにより、測定する圧力（除害塔１０Ａの入口圧力）の信頼性を高めることができ、より的確に測定された圧力に基づいて、除害塔１０Ａの内部圧力を所定の範囲に維持するための制御を、効果的にかつ効率的に行うことができる。詳しくは後述する。
　また、第２の導入配管４０には、図１に示すように、圧力ゲージ４３を設けるようにしてもよい。圧力ゲージ４３は、圧力伝送器４１とは別に、第２の導入配管４０の内部圧力を測定するものである。詳しくは後述するが、このように圧力ゲージ４３を設け、定期的に、圧力伝送器４１にて測定される圧力と比較することで、圧力伝送器４１の故障や校正の必要性の判断を行うことが可能となり、圧力伝送器４１の信頼性を確保できる。
　　（窒素ガス導入配管）
　除害設備１においては、除害塔１０Ａに対して窒素（Ｎ２）ガスを導入する窒素ガス導入配管５０を設けるようにしてもよい。なお、窒素ガス導入配管５０は、窒素ガスを供給する窒素ガスタンク（図示しない）と除害塔１０Ａとを接続する配管であり、窒素ガスタンクから所定量の窒素ガスを除害塔１０Ａに供給することができる。
　このとき、窒素ガス導入配管５０には、加圧弁５１を設けることが好ましい。加圧弁５１は、窒素ガス導入配管５０を介した除害塔１０Ａへの窒素ガスの供給を制御する弁であり、開状態とすることによって窒素ガスが除害塔１０に供給されるようになり、除害塔１０Ａの内部圧力を高めることができる。
　なお、加圧弁５１は、上述した排気配管３０に設けられる所定の排気弁３１の開閉を制御する圧力制御部３２と電気的に接続されている。したがって、圧力制御部３２によって加圧弁５１の開閉を制御することができ、除害塔１０Ａの内部圧力を「高める」ように制御することができる。
　［除害設備の圧力制御について］
　例えば、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおける脱亜鉛工程や硫化工程での処理に用いられる硫化物の製造設備（反応設備）は、密閉状態で硫化水素ガスを使用し、運転時には反応ガスや反応液が外部に漏れない構造になっている。ところが、本発明者による検討の結果、反応設備においては、運転状態（条件や反応状況等）に応じて圧力が変わるため、環境に悪影響を与えるおそれのある流体（ガス）が、その反応設備の予期せぬ不具合（例えば、配管閉塞や負荷変動）に起因して、接続された硫化水素ガスの除害設備へダメージを与える可能性があることを発見した。また、その除害設備において硫化水素ガスを有効に無害化できない可能性があることを発見した。
　通常、反応設備からの硫化水素ガスの回収においては、導入するガスの圧力を一定圧にした状態で除害塔に吸引し、その後、除害塔にて無害化して大気中に放出する。ところが、反応設備の内部の圧力が変動してその圧力変動が除害塔に伝わった場合には、除害塔に規定圧以上の圧力が加わることによって、硫化水素ガスが無害化されずに放出されてしまう。このとき、圧力が確実に検知され、また確実に除害塔の内部の圧力がほぼ一定の所定の範囲に維持されれば、硫化水素ガスの無害化が適切に行われ、無害化したガスを外部に放出することができ、特に問題は生じない。
　しかしながら、除害設備の健全性が保たれていない場合には、除害塔の圧力を一定に維持するために弁の開閉操作を行っても、実際には圧力が規定値以内に収まらなくなることがある。例えば、除害塔の内部の圧力が的確に測定されていないような場合、除害塔の内部圧力は高いにもかかわらず、圧力測定の計器が低い値を示してしまうと、除害塔では耐圧以上の圧力がかかってしまうことになる。そして、これにより除害塔に亀裂が入ると、無害化されていない硫化水素ガスが外部に漏れる可能性がある。
　ここで、例えばニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおける硫化工程での処理が行われる反応設備（第２の反応設備２Ｂ）では、過剰量の硫化水素ガスを用いることによってニッケルの硫化物としての回収率を高めるようにしている。そのため、硫化反応に寄与しなかった余剰の硫化水素ガスが比較的多量に残存することがある。そのような硫化工程の反応設備から回収した硫化水素ガスは、除害設備に設けられている予備除害塔にて一旦除害処理が施され、その後、処理後のガスが除害塔に導入されて再度の除害処理が行われる。これにより、除害塔での処理負荷を下げ、多量の硫化水素ガスを確実に無害化するようにしている。
　ところが、上述したような過度の加圧が加わる可能性は予備除害塔側で比較的高く、接続されているプロセスからの加圧や、除害塔との接続配管（第１の導入配管２０）に発生した閉塞の原因となる結晶が剥離あるいは溶解したときに生じる加圧等が想定され、その場合には除害塔に加圧される圧力が除害塔の規定圧を超えることがある。すると、予備除害塔又は除害塔に亀裂が生じて、無害化されていない硫化水素が外部に漏れてしまう可能性が生じる。
　そこで、本発明に係る硫化水素ガスの除害設備１では、上述した構成を備えるようにし、特に、第１の導入配管２０に設けられる圧力伝送器２１による予備除害塔１０Ｂの出口圧力に基づき、排気配管３０Ａに設けられる排気弁３１ａの制御を行うことで、除害塔１０Ａの内部圧力を所定の範囲に維持する。これにより、例えば反応設備２の状態により硫化水素ガスの圧力変動が生じ、予備除害塔１０Ｂに過度の加圧が加わるような場合であっても、除害塔１０Ａから硫化水素ガスが漏洩する等の不具合を効果的に防ぐことができる。
　　（圧力伝送器による予備除害塔の出口圧力の測定）
　具体的には、硫化水素ガスの除害設備１では、予備除害塔１０Ｂと除害塔１０Ａとを接続してその予備除害塔１０Ｂでの処理後のガスを除害塔１０Ａに導入する第１の導入配管２０に設けられた圧力伝送器２１により、予備除害塔１０Ｂの出口圧力を測定する。
　圧力伝送器２１は、設置された第１の導入配管２０の内部圧力を測定し、その測定した圧力値を電流信号に変換して、電気的に接続された圧力制御部３２ａに送信する。あるいは、図１に示すように、圧力制御部３２ａに加えて、圧力制御部３２ｂ，３２ｃに送信するようにしてもよい。
　　（予備除害塔の出口圧力に基づいた圧力制御部による排気弁の制御）
　次に、硫化水素ガスの除害設備１では、圧力伝送器２１からの圧力（予備除害塔１０Ｂの出口圧力）に関する電流信号を圧力制御部３２ａが受信すると、その圧力制御部３２ａによって排気弁３１ａの開閉制御（０～１００％開度）が行われる。
　圧力制御部３２ａは、排気配管３０Ａに設けられた排気弁３１ａに対応するように設けられており、その対応する排気弁３１ａの開閉制御を行うことによって、圧力の制御を行う。例えば、圧力伝送器２１にて測定された予備除害塔１０Ｂの出口圧力が高く、その予備除害塔１０Ｂに過度な加圧がなされているような場合には、その圧力値に関する電流信号を圧力制御部３２ａが受信することによって、その圧力制御部３２ａが排気弁３１ａを開放させて、排気配管３０Ａから無害化されたガスの排出を促進させる。これにより、、除害塔１０Ａの内部圧力を所定の範囲に維持する。
　このようにして、除害塔１０Ａの内部圧力を所定の圧力（例えば０．４５～０．５５ｋＰａ）とすることを制御目標とし、圧力伝送器２１から送られてきた予備除害塔１０Ｂの出口圧力の値から、排気配管３０Ａに設けられる排気弁３１ａの制御を行うことで、無害化されたガスの排出を適切に制御して、除害塔１０Ａの内部圧力を所定の範囲に維持している。
　また、上述したように、圧力伝送器２１からの測定圧力に関する電流信号については、圧力制御部３２ｂ，３２ｃに送られるようにしてもよく、圧力制御部３２ａによる排気弁３１ａの制御に加え、圧力制御部３２ｂ，３２ｃによる排気弁３１ｂ，３１ｃの制御を行うことで、無害化されたガスの排出をより適切に制御するようにしてもよい。上述したように、排気弁３１ｂ，３１ｃは、互いに口径が異なるものであり、そのため排気弁３１ｂ，３１ｃも併せて制御することで、測定された予備除害塔１０Ｂの出口圧力に基づいて、より広範にかつ適切な制御を行うことが可能となる。
　　（除害塔の入口圧力に基づいた圧力制御部による排気弁の制御）
　ここで、硫化水素ガスの除害設備１では、第２の導入配管４０に設けられる圧力伝送器４１による除害塔１０Ａの入口圧力に基づき、排気配管３０に設けられる排気弁３１の制御を併せて行ってもよい。これにより、除害塔１０Ａの内部圧力をより安定的に所定の範囲に維持することができ、その除害塔１０Ａから硫化水素ガスが漏洩する等の不具合をより効果的に防ぐことができる。
　具体的には、硫化水素ガスの除害設備１では、第１の反応設備２Ａと接続され硫化水素ガスを除害塔１０Ａに導入する第２の導入配管４０に設けられた圧力伝送器４１により、除害塔１０Ａの入口圧力を測定する。
　上述したように、第２の導入配管４０上の圧力伝送器４１は複数設けられている。例えば、図１に示すように３台の圧力伝送器４１ａ，４１ｂ、４１ｃにより、設置された箇所の第２の導入配管４０の内部圧力を測定する。このとき、例えば、３台設置された圧力伝送器４１ａ，４１ｂ、４１ｃのうちの少なくとも１台の圧力伝送器４１（例えば４１ａ）による圧力測定値が、同様に第２の導入配管４０に設けられた圧力ゲージ４３の圧力値と同じであれば、その圧力伝送器４１ａの測定値を真の圧力値（除害塔１０Ａの真の入口圧力）として採用して、電流信号を圧力制御部３２に送信する。あるいは、３台の圧力伝送器４１ａ，４１ｂ、４１ｃのうちの２台の圧力伝送器４１（例えば４１ａ，４１ｂ）で同じ圧力値が測定されれば、残りの１台の圧力伝送器４１（例えば４１ｃ）による圧力値は信頼性が低い値であると判断し、２台の圧力伝送器４１ａ，４１ｂのいずれか一方の測定値を真の圧力値（除害塔１０Ａの真の入口圧力）として採用して、電流信号を圧力制御部３２に送信する。
　このように、第２の導入配管４０において、複数台、特に３台以上の圧力伝送器４１を設けることにより、除害塔１０Ａの入口圧力を適切に測定し、把握することができ、後述する排気弁３１や加圧弁５１による制御を適切に行うことができる。これにより、除害塔１０Ａの内部圧力をより安定的に維持することができ、硫化水素ガスの漏洩等の不具合の発生を効果的に防ぐことができる。
　ここで、第２の導入配管４０に設けられた圧力伝送器４１ａ，４１ｂ、４１ｃの選択制御は、圧力伝送器選択スイッチ４２により行うことができる。具体的に、この選択制御は、例えばＤＣＳ（分散型制御システム）を用いて実施することができ、オペレーション用のグラフィック画面に基づくオペレータの判断により、圧力伝送器選択スイッチ４２を操作することで圧力伝送器４１（例えば４１ａ）を選択することができる。
　なお、例えば３台の圧力伝送器４１ａ，４１ｂ、４１ｃのうちの２台の圧力伝送器４１（例えば４１ｂ，４１ｃ）で同一の異常な圧力値が測定されたような場合には、そのことをもって異常であると判断し、警報を出力したり、設備異常と認定して自動で設備を停止することもできる。
　次に、硫化水素ガスの除害設備１では、第２の導入配管４０に設けられたある特定の圧力伝送器４１（例えば４１ａ）からの圧力（除害塔１０Ａの入口圧力）に関する電流信号を圧力制御部３２が受信すると、その圧力制御部３２（例えば３２ｂ）によって排気弁３１（例えば３１ｂ）の開閉制御（０～１００％開度）が行われる。
　圧力制御部３２は、４本の排気配管３０Ａ，３０Ｂ、３０Ｃ，３０Ｄにそれぞれ設けられた排気弁３１ａ，３１ｂ、３１ｃ，３１ｄに対応するように４つ設けられており（圧力制御部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ）、圧力制御部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄがそれぞれ、対応する排気弁３１ａ，３１ｂ、３１ｃ，３１ｄの開閉制御を行うことによって、圧力の制御を行う。そのなかで、第２の導入配管４０に設けられた３台の圧力伝送器４１ａ，４１ｂ、４１ｃはそれぞれ、圧力制御部３２ｂ，３２ｃ，３２ｄと電気的に接続されている。なお、上述したように、圧力制御部３２ｂ，３２ｃ，３２ｄはそれぞれ、対応する排気弁３１ｂ、３１ｃ，３１ｄの開閉制御を行う。
　ここで、少なくとも排気弁３１ｂ，３１ｃ、３１ｄは、それぞれ口径が異なるように構成されている。このことから、圧力制御部３２ｂ，３２ｃ，３２ｄによる排気弁３１ｂ，３１ｃ、３１ｄの開閉による圧力制御には違いが生じることになる。したがって、圧力制御部３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、圧力伝送器４１ａ，４１ｂ、４１ｃから送られた圧力（除害塔１０Ａの入口圧力）に関する電流信号に基づいて、適切な排気弁３１ｂ，３１ｃ、３１ｄを選択して、開閉の制御を行うことが重要となる。
　例えば、排気弁３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの口径が、それぞれ、３インチ、８インチ、１６インチであるとする。このとき、圧力伝送器４１ａ，４１ｂ、４１ｃから送られてきた除害塔１０Ａの入口圧力の値が比較的低い、すなわちガス量が比較的少ない場合には、圧力制御部３２ｂ，３２ｃ，３２ｄのうち、口径の最も小さい排気弁３１ｂを制御するように設けられた圧力制御部３２ｂを動作させ、その圧力制御部３２ｂにより排気弁３１ｂを開放させて、排気配管３０Ｂから無害化されたガスの排出を促進させる。これにより、除害塔１０Ａの内部圧力を所定の範囲に維持する。
　このようにして、除害塔１０Ａの内部圧力を所定の圧力（例えば０．４５～０．５５ｋＰａ）とすることを制御目標とし、上述したような予備除害塔１０Ｂの出口圧力に基づく排気弁３１ａの制御に加え、第２の導入配管４０の圧力伝送器４１から送られてきた除害塔１０Ａの入口圧力の値から、排気弁３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの制御を行うことで、無害化されたガスの排出をより安定的に所定の範囲に制御する。
　　（圧力制御部による加圧弁の制御）
　また、除害塔１０Ａの内部圧力を所定の圧力（例えば０．４５～０．５５ｋＰａ）とすることを制御目標としたときに、第２の導入配管４０の圧力伝送器４１ａ，４１ｂ、４１ｃから送られてきた除害塔１０Ａの入口圧力の値が低すぎることがある。このような場合、圧力伝送器４１ａ，４１ｂ、４１ｃからの圧力に関する電流信号を受信した圧力制御部３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、電気的に接続された加圧弁５１の開閉制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御）を行うようにすることができる。
　加圧弁５１は、除害塔１０Ａに対して窒素（Ｎ２）ガスを導入する窒素ガス導入配管５０に設けられ、その窒素ガス導入配管５０を介した窒素ガスの導入を制御するものである。したがって、圧力制御部３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、圧力伝送器４１ａ，４１ｂ、４１ｃから受信した圧力（除害塔１０Ａの入口圧力）に関する電流信号に基づいて、加圧弁５１の開閉を制御し、除害塔１０Ａの内部圧力を「高める」ように制御することもできる。
　このように、圧力伝送器４１ａ，４１ｂ、４１ｃからの除害塔１０Ａの入口圧力の情報に基づいて、加圧弁５１の制御をさらに加えることにより、除害塔１０Ａの内部の圧力をより効果的に所定の範囲に維持することができる。
　なお、排気配管３０に設けられた排気弁３１の開度によっては、除害塔１０に送られるガスの圧力やファンの回転数等にも起因して、その除害塔１０の内部の圧力が負圧にしてしまうこともある。このようなときでも、加圧弁５１による制御も併せて行うことで、負圧にならないように所定の範囲に適切に制御でき、好ましい。
　≪３．ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスについて≫
　上述した構成を有する除害設備は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおける脱亜鉛工程や硫化工程での処理に使用される反応設備（硫化物の製造設備）から、未反応の硫化水素ガスを回収して除害する設備に好適に用いることができる。以下に、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスについて簡単に説明する。
　図２は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスの流れの一例を示した工程図である。この湿式製錬プロセスは、原料のニッケル酸化鉱石のスラリーに硫酸を添加して高温高圧下で浸出処理を施す浸出工程Ｓ１と、浸出スラリーから残渣を分離してニッケルを含む浸出液を得る固液分離工程Ｓ２と、浸出液のｐＨを調整して浸出液中の不純物元素を中和澱物として分離し中和後液を得る中和工程Ｓ３と、中和後液に含まれる亜鉛を亜鉛硫化物として分離除去する脱亜鉛工程Ｓ４と、脱亜鉛処理後の溶液からニッケル硫化物を生成させる硫化工程（ニッケル回収工程）Ｓ５と、を有する。
　（１）浸出工程
　浸出工程Ｓ１では、オートクレーブ等の高温加圧反応槽を用い、ニッケル酸化鉱石のスラリー（鉱石スラリー）に硫酸を添加して、温度２３０℃～２７０℃程度、圧力３～５ＭＰａ程度の条件下で撹拌し、浸出液と浸出残渣とからなる浸出スラリーを生成させる。
　ニッケル酸化鉱石としては、主としてリモナイト鉱及びサプロライト鉱等のいわゆるラテライト鉱が挙げられる。ラテライト鉱のニッケル含有量は、通常、０．８重量％～２．５重量％であり、水酸化物又はケイ苦土（ケイ酸マグネシウム）鉱物として含有される。また、鉄の含有量は、１０重量％～５０重量％であり、主として３価の水酸化物（ゲーサイト）の形態であるが、一部２価の鉄がケイ苦土鉱物に含有される。また、浸出工程Ｓ１では、このようなラテライト鉱のほかに、ニッケル、コバルト、マンガン、銅等の有価金属を含有する酸化鉱石、例えば深海底に賦存するマンガン瘤等を用いることができる。
　浸出処理では、ニッケル、コバルト等の硫酸塩としての浸出と、浸出された硫酸鉄のヘマタイトとしての固定化が行われる。ただし、鉄イオンの固定化は完全には進行しないため、通常、得られる浸出スラリーの液部分には、ニッケル、コバルト等のほかに２価と３価の鉄イオンが含まれる。なお、浸出工程Ｓ１では、次工程の固液分離工程Ｓ２で生成されるヘマタイトを含む浸出残渣の濾過性の観点から、得られる浸出液のｐＨが０．１～１．０にとなるように調整することが好ましい。なお、鉱石スラリーを装入したオートクレーブへの硫酸の添加量としては、特に限定されないが、鉱石中の鉄が浸出されるような過剰量が用いられる。例えば、鉱石１トン当り３００ｋｇ～４００ｋｇ程度とする。
　（２）固液分離工程
　固液分離工程Ｓ２では、浸出工程Ｓ１で生成した浸出スラリーを多段洗浄して、ニッケルやコバルト等の有価金属を含む浸出液と浸出残渣とに分離する。
　固液分離工程Ｓ２では、浸出スラリーを洗浄液と混合した後、シックナー等の固液分離装置を用いて固液分離処理を施す。具体的には、先ず、浸出スラリーが洗浄液により希釈され、次に、浸出スラリー中の浸出残渣がシックナーの沈降物として濃縮される。これにより、浸出残渣に付着するニッケルやコバルトをその希釈度合に応じて減少させることができる。なお、実操業では、このような機能を持つシックナーを多段に連結して用いることにより、ニッケル及びコバルトの回収率の向上を図ることができる。
　（３）中和工程
　中和工程Ｓ３では、浸出液の酸化を抑制しながら、ｐＨが４以下となるように酸化マグネシウムや炭酸カルシウム等の中和剤を添加して中和処理を施し、３価の鉄を含む中和澱物スラリーとニッケル回収用母液である中和後液とを得る。
　中和処理では、分離された浸出液の酸化を抑制しながら、得られる中和後液のｐＨが４以下、好ましくは３．０～３．５、より好ましくは３．１～３．２になるように、浸出液に炭酸カルシウム等の中和剤を添加し、ニッケル回収用の母液の元となる中和後液と、不純物元素として３価の鉄を含む中和澱物のスラリーとを形成する。中和工程Ｓ３では、このように浸出液に対する中和処理（浄液処理）を施すことで、ＨＰＡＬ法による浸出処理で用いた過剰の酸を中和して中和後液と生成するとともに、溶液中に残留する３価の鉄イオンやアルミニウムイオン等の不純物を中和澱物として除去する。
　（４）脱亜鉛工程
　脱亜鉛工程Ｓ４では、中和工程Ｓ３を経て得られた中和後液を始液（脱亜鉛始液）として、硫化水素ガス等の硫化剤を添加することで硫化処理を施し、その溶液中に含まれる亜鉛を硫化物の形態として分離除去する。この処理を「脱亜鉛処理」ともいう。なお、中和後液は、ニッケル及び亜鉛を含む硫酸酸性溶液である。
　中和工程Ｓ３を経て得られた中和後液には、回収対象であるニッケルを含むとともに不純物成分として亜鉛が含まれている。脱亜鉛工程Ｓ４では、中和後液からニッケルを回収するに先立ち、所定の条件で硫化反応を生じさせることで亜鉛の硫化物を生成させ、それを分離除去することによって、ニッケルを含むニッケル回収用母液を得る。
　具体的に、脱亜鉛工程Ｓ４では、例えば、加圧された反応容器（硫化反応槽）内にニッケル及び亜鉛を含む中和後液を供給し、反応容器の気相中へ硫化水素ガスを吹き込むことによって、亜鉛をニッケルに対して選択的に硫化し、亜鉛硫化物とニッケル回収用母液とを生成させる。そして、硫化反応後に得られたスラリーを固液分離することにより、亜鉛を分離したニッケル回収用母液を得る。
　なお、次工程の硫化工程（ニッケル回収工程）Ｓ５においても、硫化水素ガスを添加して硫化反応を生じさせることによってニッケル硫化物を生成させるが、脱亜鉛処理では、硫化反応の条件として、ニッケルに対する硫化反応条件よりも緩和させた条件で行う。
　ここで、脱亜鉛処理では、通常、硫化水素ガスを過剰量供給することによって硫化反応を生じさせ、亜鉛を硫化物の形態としてより確実に分離回収する。そのため、硫化反応後には、未反応の硫化水素ガスが残存する。未反応の硫化水素ガスについては、脱亜鉛処理を行う硫化反応槽（反応設備）と接続された硫化水素ガスの除害設備にて回収し、除害処理（無害化処理）が行われる。このような除害設備として、本発明に係る硫化水素ガスの除害設備１を好適に用いることができる。そして、この脱亜鉛処理を行う硫化反応槽を、本発明に係る硫化水素ガスの除害設備１に接続される第１の反応設備２Ａ（図１を参照）とすることで、効率的であって、しかも無害化が不十分な硫化水素ガスが漏洩等することない有効な除害処理を行うことが可能となる。
　（５）硫化工程（ニッケル回収工程）
　硫化工程Ｓ５では、脱亜鉛工程Ｓ４を経て得られたニッケル回収用母液を始液として、その始液に対して硫化水素ガスを吹き込むことにより硫化反応を生じさせ、不純物成分の少ないニッケルの硫化物と、ニッケルの濃度を低い水準で安定させた貧液（硫化後液）とを生成させる。この処理を「硫化処理」ともいう。なお、ニッケル回収用母液は、ニッケルを含む硫酸酸性溶液である。
　硫化工程Ｓ５における硫化処理は、脱亜鉛工程Ｓ４における処理と同様に硫化反応槽（反応設備）を用いて行うことができ、所定の圧力に調整された硫化反応槽内の始液に対して、その反応槽内の気相部分に硫化水素ガスを吹き込み、溶液中にその硫化水素ガスを溶解させることで硫化反応を生じさせる。この硫化処理により、始液中に含まれるニッケルを硫化物として固定化して回収する。
　硫化反応の終了後においては、得られたニッケル硫化物を含むスラリーをシックナー等の沈降分離装置に装入して沈降分離処理を施し、その硫化物のみをシックナーの底部より分離回収する。一方で、水溶液成分は、シックナーの上部からオーバーフローさせて貧液として回収する。
　ここで、硫化処理では、通常、硫化水素ガスを過剰量供給することによって硫化反応を生じさせるようにしている。特に、硫化処理では、脱亜鉛処理後のニッケル回収母液に含まれるニッケルを、確実にニッケル硫化物の形態として生成させることによって、高い回収率で回収することが望まれる。そのため、硫化反応後には、未反応の硫化水素ガスが残存し、その残存量は脱亜鉛処理後の残存量よりも相対的に多くなる。未反応の硫化水素ガスについては、硫化処理を行う硫化反応槽（反応設備）と接続された硫化水素ガスの除害設備にて回収し、除害処理（無害化処理）が行われる。このような除害設備として、本発明に係る硫化水素ガスの除害設備１を好適に用いることができる。そして、この硫化処理を行う硫化反応槽を、本発明に係る硫化水素ガスの除害設備１に接続される第２の反応設備２Ｂ（図１を参照）とすることで、効率的であって、しかも無害化が不十分な硫化水素ガスが漏洩等することない有効な除害処理を行うことが可能となる。
　１　　硫化水素ガスの除害設備
　２Ａ　　第１の反応設備
　２Ｂ　　第２の反応設備
　１０Ａ　　除害塔
　１０Ｂ　　予備除害塔
　１１　　水酸化ナトリウム溶液の供給タンク
　１２　　除害後ガス排出口
　２０　　第１の導入配管
　２１　　圧力伝送器
　３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ　　排気配管
　３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ　　排気弁
　３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ　　圧力制御部
　４０　　第２の導入配管
　４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ　　圧力伝送器
　４２　　圧力伝送器選択スイッチ
　４３　　圧力ゲージ
　５０　　窒素ガス導入配管
　５１　　加圧弁
　６０　　装置（大気放出前装置）

Claims (9)

  1. 　硫化反応を生じさせる反応設備から回収した硫化水素ガスを除害する設備であって、
    　前記反応設備は、第１の反応設備と、第２の反応設備と、からなり、
    　硫化水素ガスを除害する除害塔と、
    　第２の反応設備から回収した硫化水素ガスを除害する予備除害塔と、
    　前記予備除害塔と前記除害塔とを接続して、該予備除害塔での処理後のガスを該除害塔に導入する第１の導入配管と、
    　前記除害塔で無害化したガスを排出する排気配管と、を備え、
    　前記第１の導入配管には、圧力伝送器が設けられ、
    　前記排気配管には、排気弁が設けられており、
    　前記圧力伝送器が測定する前記予備除害塔の出口圧力に基づき、前記排気配管に設けられた前記排気弁の制御によって、前記除害塔の内部圧力を所定の範囲に維持する
    　硫化水素ガスの除害設備。
  2. 　前記第１の反応設備と前記除害塔とを接続して、該第１の反応設備からの硫化水素ガスを該除害塔に導入する第２の導入配管を備え、
    　前記第２の導入配管には、複数の圧力伝送器が設けられ、
    　前記排気配管は、複数の配管により構成され、それぞれの排気配管には口径の異なる前記排気弁が設けられており、
    　前記予備除害塔の出口圧力と、前記複数の圧力伝送器が測定する前記除害塔の入口圧力とに基づき、前記排気配管に設けられた前記排気弁の制御によって、該除害塔の内部の圧力を所定の範囲に維持する
    　請求項１に記載の硫化水素ガスの除害設備。
  3. 　前記除害塔には、窒素ガスを導入する窒素ガス導入配管が接続されており、
    　前記窒素ガス導入配管には、加圧弁が設けられており、
    　前記予備除害塔の出口圧力と、前記複数の圧力伝送器が測定する前記除害塔の入口圧力とに基づき、前記排気配管に設けられた前記排気弁と前記加圧弁との制御によって、該除害塔の内部の圧力を所定の範囲に維持する
    　請求項２に記載の硫化水素ガスの除害設備。
  4. 　前記第２の導入配管には、３台以上の圧力伝送器が設けられている
    　請求項２又は３に記載の硫化水素ガスの除害設備。
  5. 　前記排気配管は、３本以上の配管により構成され、それぞれの排気配管には口径の異なる排気弁が設けられている
    　請求項２乃至４のいずれかに記載の硫化水素ガスの除害設備。
  6. 　前記排気弁は、バタフライ弁である
    　請求項１乃至５のいずれかに記載の硫化水素ガスの除害設備。
  7. 　前記バタフライ弁を駆動する空気式アクチュエータを有する
    　請求項６に記載の硫化水素ガスの除害設備。
  8. 　前記第１の反応設備は、ニッケル及び亜鉛を含む硫酸酸性溶液に硫化水素ガスを吹き込むことによって亜鉛硫化物を生成させる設備である
    　請求項１乃至７のいずれかに記載の硫化水素ガスの除害設備。
  9. 　前記第２の反応設備は、ニッケルを含む硫酸酸性溶液に硫化水素ガスを吹き込むことによってニッケル硫化物を生成させる設備である
    　請求項１乃至８のいずれかに記載の硫化水素ガスの除害設備。
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