(57)【要約】【課題】簡易な構成で、ボールミル内のスラリーが逆流した場合においても、原料・水投入量を減らすことなく、ボールミルの操業に影響を及ぼすことのないボールミルの逆流防止機構を提供する。【解決手段】ボールミル使用時のスラリー逆流による不具合を防止するためのボールミルの逆流防止機構であって、逆流防止板１８がボールミル１０の投入口１２の周縁部に沿って設けられ、投入口１２の内縁から逆流防止板１８の端部までの直径方向長さＬ１が、投入口１２の内縁からボールミル１０のすべり軸受け１７までの直径方向長さＬ２よりも長いことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールミル使用時のスラリーの逆流による不具合を防止するためのボールミルの逆流防止機構であって、
逆流防止板が前記ボールミルの投入口の周縁部に沿って設けられ、
前記投入口の内縁から前記逆流防止板の端部までの直径方向長さが、前記投入口の内縁から前記ボールミルのすべり軸受けまでの直径方向長さよりも長いことを特徴とするボールミルの逆流防止機構。
【請求項２】
前記逆流防止板の端部は、前記すべり軸受けがある側とは逆側に屈曲又は湾曲する曲げ部を有することを特徴とする請求項１に記載のボールミルの逆流防止機構。
【請求項３】
前記逆流防止板により排出された前記ボールミル内のスラリーを回収するスラリー回収機構を更に備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のボールミルの逆流防止機構。
【請求項４】
前記スラリーは中和剤として用いられる石灰石スラリーであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のボールミルの逆流防止機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールミル使用時のスラリーの逆流による不具合を防止するためのボールミルの逆流防止機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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、ＨＰＡＬ（High Pressure Acid Leaching）法等の硫酸浸出法が行われている。このようなＨＰＡＬ法を用いたニッケル製錬プラントでは、スラリー化された鉱石に高圧下で硫酸を添加することにより、ニッケル・コバルトなどの有価金属を浸出している。
【０００３】
この浸出により得られた浸出液には、鉄や亜鉛などの不純物が含まれているため、中和工程にて段階的に浸出液のｐＨ調整を行った後、固液分離している。固液分離によって得られた液は、続いて硫化水素（Ｈ２Ｓ）ガスと反応させ、沈殿物として有価金属を回収する。また、有価金属を回収した残りの液については、重金属等の不純物が除去できるｐＨになるまで中和し、テーリングダムへ送液している。
【０００４】
ニッケル製錬プラントの各中和工程において浸出液のｐＨを調整するために、石灰石スラリー（石灰石を細かく粉砕し水と混合させたもの）が使用されている。石灰石スラリーの製造工程では、原料を投入するためのシュート、搬送コンベア、ロールクラッシャー（１次粉砕機）、ボールミル（２次粉砕機）、石灰石スラリー貯蔵タンク、石灰石スラリー送液ポンプなどの設備を用いている。
【０００５】
石灰石スラリーの製造工程におけるボールミルは、水平方向に延在した略円筒型の容器であり、鉄製ボール、石灰石、水を入れて水平軸を中心に回転させることによって石灰石を粉砕し、石灰石スラリーを製造する設備である。
【０００６】
ボールミルには水及び固体の石灰石（Lime Stone）を投入口から投入する。投入量が増加すると、回転に伴い投入口へスラリーの逆流が生じる。少量の逆流については、投入口のシール構造により防止できるが、シール構造部が継続的にスラリーに浸かるほどの量になると、シールが十分に効かず投入口からスラリーが吐出する。ボールミルは水平方向両端付近をすべり軸受けで支える構造となっているが、吐出したスラリーはすべり軸受け内の油浴部に混入し油と置き換わる。スラリーの混入量が増えると、油浴部で油が減少して潤滑機能を失うとともに、スラリー中の固形分による摩擦も生じて、すべり軸受けが焼き付く可能性がある。
【０００７】
ボールミルにおける原料の逆流に関して、特許文献１には、ボールミルの原料供給口の端面に該原料供給口の直径より大きい内径を有するリング状バケットホイールを取付け、該バケットホイールは内径側が開放したＵ字形溝形断面を有し、該バケットホイール内の内容物が原料供給シュートの上方から滑走して該原料シュート内に落下する角度を付して取付けた多数の放射状仕切壁を備えたことを特徴とするボールミルの供給口が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２６１３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の手法を用いた場合、原料をボールミル内に戻し入れるため、原料供給シュートの上面をバケットホイールに向けて開放する必要があるので、原料供給シュートから周囲へスラリーが飛散しやすい。また、バケットホイール内にスラリーが固着しやすく、バケットホイールがスラリーを受け入れる余地がなくなって機能しなくなったり、固着の有無によってボールミル全体が傾き気味になったりしていた。このような場合には、ボールミルを停止してバケットホイールを掃除したりボールミルの傾きを調節したり、水や石灰石の投入量を減らして運転したりする必要がある。
【００１０】
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、簡易な構成で、ボールミル内のスラリーが逆流した場合においても、原料・水投入量を減らすことなく、ボールミルの操業に影響を及ぼすことのないボールミルの逆流防止機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、鋭意検討した結果、投入口をすべり軸受けより大径化すればすべり軸受けへのスラリーの浸入を防止できると着想し、投入口の内壁を原料投入管から遠ざけずにすむように、逆流防止板を設置することで逆流したスラリーがすべり軸受けに侵入するのを防ぐ方法を見出し、本発明の完成に至ったものである。
【００１２】
すなわち、本発明の一態様は、ボールミル使用時のスラリー逆流による不具合を防止するためのボールミルの逆流防止機構であって、逆流防止板がボールミルの投入口の周縁部に沿って設けられ、投入口の内縁から逆流防止板の端部までの直径方向長さが、投入口の内縁からボールミルのすべり軸受けまでの直径方向長さよりも長いことを特徴とする。
【００１３】
本発明の一態様によれば、逆流防止板をボールミルの投入口の周縁部に沿って設けることで、投入口の壁面の厚みを実質的に増大させ、ボールミル使用時のスラリー逆流によるすべり軸受けへのスラリー混入を防止することができるので、原料・水投入量を減らすことなく、ボールミルの操業に影響を及ぼすことのないボールミルの逆流防止機構とすることができる。
【００１４】
このとき、本発明の一態様では、逆流防止板の端部は、すべり軸受けがある側とは逆側に屈曲又は湾曲する曲げ部を有することとしても良い。
【００１５】
逆流防止板に曲げ部を設けることで、逆流したスラリーが板を伝い流れてすべり軸受け方向に流れていくのを防止することができる。
【００１６】
また、本発明の一態様では、逆流防止板により排出されたボールミル内のスラリーを回収するスラリー回収機構を更に備えていても良い。
【００１７】
スラリー回収機構を更に備えることで、逆流防止板を伝い流れ出たスラリーを再利用することができるため効率的である。
【００１８】
また、本発明の一態様では、スラリーは中和剤として用いられる石灰石スラリーとすることができる。
【００１９】
中和剤として用いられる石灰石スラリーの製造のように、原料・水投入量が比較的多くなるような状況においてボールミルの逆流防止機構は特に有益である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡易な構成で、ボールミル内のスラリーが逆流した場合においても、原料・水投入量を減らすことなく、ボールミルの操業に影響を及ぼすことのないボールミルの逆流防止機構を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るボールミルの逆流防止機構が適用されたボールミルの全体を表す断面図である。
【図２】図１のボールミルの投入口部分の拡大図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることが可能である。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態に係るボールミルの逆流防止機構が適用されたボールミルの全体を表す断面図である。ボールミル１０は、横型水平に支持された略中空円筒型の本体部１１が駆動機構によって回動自在に設置されている。ボールミル１０は、本体部１１の一端に原料を供給する投入口１２を有し、投入口１２に挿入された原料投入管１３を介して原料１５や水が投入される。ボールミル１０の本体部１１の他端側は、ボールミル１０によって解砕したスラリーが排出される排出口１４となっている。
【００２４】
ボールミル１０は、本体部１１内で原料１５とボール１６を衝突・落下させることにより、原料を解砕する。ボール１６の材質は、アルミナ、天然ケイ石、鉄芯入りナイロン、ジルコニアなどを用いることも可能であるが、費用や強度の点から鉄製ボールが好ましい。また、ボール１６の直径は、２０ｍｍ〜１１０ｍｍのものを使用することができる。
【００２５】
ボールミル１０の本体部１１は、回転時にすべり軸受け１７によって支持される。すべり軸受け１７内には、本体部１１の回転を円滑にするために油浴部が設けられ潤滑油等が充填されている。
【００２６】
このようなボールミル１０は、上述したようにＨＰＡＬ法等の各中和工程において浸出液のｐＨを調整するために、石灰石スラリー（石灰石を細かく粉砕し水と混合させたもの）の製造等に用いられる。この場合、ボールミルには、原料１５である石灰石と共に水が加えられ、石灰石がボールミル１０内のボール１６により細かく粉砕されて細粒のスラリー状となっている。
【００２７】
図２は、本発明の一実施形態に係るボールミルの逆流防止機構が適用されたボールミルの投入口部分の拡大図である。すなわち、本発明の一態様は、ボールミル使用時のスラリー逆流による不具合を防止するためのボールミルの逆流防止機構であって、逆流防止板１８がボールミル１０の投入口１２の周縁部に沿って設けられ、投入口１２の内縁から逆流防止板１８の端部までの直径方向長さＬ１が、投入口１２の内縁からボールミル１０のすべり軸受け１７までの直径方向長さＬ２よりも長いことを特徴とする。ここで周縁部に沿って設けるとは、例えば、逆流防止板１８をボールミル１０の投入口１２の外縁に対して隙間がないように取り付けることをいう。
【００２８】
このように、逆流防止板１８をボールミル１０の投入口の周縁部に沿って設けることで、ボールミル使用時のスラリー逆流によるすべり軸受け１７へのスラリー混入を防止することができるので、原料・水投入量を減らすことなく、ボールミル１０の操業に影響を及ぼすことを防止することができる。
【００２９】
逆流防止板１８は、鉄鋼材やステンレス鋼材などを加工して用いることができる。耐腐食性に優れたものや加工しやすい部材を用いることが好ましい。逆流防止板１８は、ボールミル１０の投入口１２の周縁部、例えばフランジ部２１の縁に沿って溶接固定することにより設けることができる。したがって、逆流防止板１８は、例えば、略円盤状の板の中央部を投入口１２の形状に合わせて開口加工した形状をとる。また、逆流防止板１８は、投入口１２の内縁から逆流防止板１８の端部までの直径方向長さＬ１が、投入口１２の内縁からボールミル１０のすべり軸受け１７までの直径方向長さＬ２よりも長くなるように設計する。このように設計することで、逆流したスラリーがすべり軸受け１７の方に流れるのを防止することができる。なお、ここでいう直径方向長さはボールミル１０の中心軸に対して垂直な方向の長さとする。ボールミル１０は通常は水平に設置されているので、投入口１２の内縁から逆流防止板１８の端部までの直径方向長さＬ１とは、ボールミル１０に設置時の逆流防止板１８の一端から他端までの垂直方向の長さとし、投入口１２の内縁からボールミル１０のすべり軸受け１７までの直径方向長さＬ２とは、投入口１２の周縁部の高さからボールミル１０の本体部１１とすべり軸受け１７との境界面までの長さとする。
【００３０】
また、逆流防止板１８の端部は、すべり軸受け１７がある側とは逆側に屈曲又は湾曲する曲げ部１９を有しても良い。逆流防止板１８に曲げ部１９を設けることで、スラリーが逆流してきた際もすべり軸受け１７とは逆方向にスラリーを排出でき、すべり軸受け１７へのスラリー混入をより確実に防止することができる。曲げ部１９は逆流防止板１８に対して角度をつけて屈曲あるいは溶接しても良いし、なだらかに湾曲するように形成しても良い。
【００３１】
大きさの一例としては、外径Φ１０００ｍｍの逆流防止板１８であれば、曲げ部１９は５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の長さとすることが好ましい。長さが５０ｍｍ未満であると吐出したスラリーが曲げ部１９を伝い流れて、すべり軸受け１７側に侵入する恐れがあり、逆に１００ｍｍを超えると、水切り性能が変わらないにも関わらず、スラリーが付着する面積が増えるため掃除に手間が掛かるうえ、製作する鉄板を余計に消費してしまう。
【００３２】
また、ボールミル１０は、逆流防止板１８により排出されたボールミル内のスラリーを回収するスラリー回収機構を更に備えていても良い。スラリー回収機構を更に備えることで、逆流防止板を伝い流れ出たスラリーを再利用することができる。
【００３３】
スラリー回収機構としては、例えば、逆流防止板１８の下方に容器を設置し、手動により適宜容器にたまった逆流スラリーをボールミル１０内に戻し入れても良いし、ポンプ等により自動でボールミル１０に戻し入るようにすることもできる。
【００３４】
以上説明したように、本発明によれば、逆流防止板を設けることで、簡易な構成で、ボールミル内のスラリーが逆流した場合においても、原料・水投入量を減らすことなく、ボールミルの操業に影響を及ぼすことのないボールミルの逆流防止機構とすることができる。
【実施例】
【００３５】
以下に示す実施例及び比較例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例及び比較例によって何ら限定されるものではない。
【００３６】
（実施例１）
実施例１では、本発明の一実施形態に係るボールミルの逆流防止機構を備えたボールミルを用いて操業を行った。すなわち、ＳＳ４００製の逆流防止板（外径Φ１０００ｍｍ、曲げ部５０ｍｍ）をボールミルの投入口のフランジ部に溶接固定した。なお、滑り軸受けは、内径Φ６００ｍｍである。逆流防止板設置後、６か月運転した後もすべり軸受けへのスラリーの混入は生じなかった。
【００３７】
（比較例１）
比較例１では、本発明の一実施形態に係るボールミルの逆流防止機構を備えない通常のボールミルを用いて操業を行った。石灰石と水の時間当たり処理量が大きくボールミル内のスラリーレベルが上昇するような場合には、すべり軸受けへのスラリーが混入し、操業が妨げられることがあった。
【００３８】
以上の結果から、本発明の一実施形態に係るボールミルの逆流防止機構を適用することにより、滑り軸受けへのスラリーの混入を防止することができるため、逆流スラリーがボールミルの操業に影響を及ぼすことを防止することができる。
【００３９】
なお、上記のように本発明の一実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。
【００４０】
例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、ボールミルの逆流防止機構の構成も本発明の一実施形態及び各実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  ボールミル、１１  本体部、１２  投入口、１３  原料投入管、１４  排出口、１５  原料、１６  ボール、１７  すべり軸受け、１８  逆流防止板、１９  曲げ部、２１  フランジ部
【図１】
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【図２】
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