(57)【要約】【課題】洗浄・分離工程における小粒径鉱石の損失量の低減を図って、小粒径鉱石の回収率を向上させる。【解決手段】ニッケル酸化鉱石の鉱石スラリーＳを洗浄するニッケル酸化鉱の洗浄装置１００であって、鉱石スラリーを導入する導入部１０２と、導入部より供給された鉱石スラリーから所定の粒径以下の鉱石を分離する鉱石分離・回収用スクリーン１０４と、鉱石分離・回収用スクリーンに供給された鉱石スラリーに向けて洗浄水Ｗを供給する洗浄水供給部１０６と、鉱石分離・回収用スクリーンを介して洗浄水供給部と反対側に設けられ、鉱石スラリーに含まれる小粒径鉱石ＯＳを回収する回収部１０８と、を備え、導入部は、鉱石分離・回収用スクリーンの一端側から他端側に向けて鉱石スラリーを供給し、洗浄水供給部は、鉱石分離・回収用スクリーンの一端側から他端側に向けて洗浄水の流量が増加するように制御されることを特徴とする。【選択図】図２
2018062677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル酸化鉱石の鉱石スラリーを洗浄するニッケル酸化鉱の洗浄装置であって、
前記鉱石スラリーを導入する導入部と、
前記導入部より供給された前記鉱石スラリーから所定の粒径以下の鉱石を分離する鉱石分離・回収用スクリーンと、
前記鉱石分離・回収用スクリーンに供給された前記鉱石スラリーに向けて洗浄水を供給する洗浄水供給部と、
前記鉱石分離・回収用スクリーンを介して前記洗浄水供給部と反対側に設けられ、前記鉱石スラリーに含まれる小粒径鉱石を回収する回収部と、を備え、
前記導入部は、前記鉱石分離・回収用スクリーンの一端側から他端側に向けて前記鉱石スラリーを供給し、
前記洗浄水供給部は、前記鉱石分離・回収用スクリーンの一端側から他端側に向けて前記洗浄水の流量が増加するように制御されることを特徴とするニッケル酸化鉱の洗浄装置。
【請求項２】
前記洗浄水供給部は、
前記鉱石分離・回収用スクリーンの一端側に設けられ、該鉱石分離・回収用スクリーンに沿って複数のノズルが設置された一端側ノズルユニットと、
前記鉱石分離・回収用スクリーンの他端側に設けられ、該鉱石分離・回収用スクリーンに沿って複数のノズルが設置された他端側ノズルユニットと、を備え、
前記洗浄水供給部から供給される洗浄水量のうち、少なくとも７０％以上の洗浄水量を前記他端側ノズルユニットから供給するように前記洗浄水の流量が制御されることを特徴とする請求項１に記載のニッケル酸化鉱の洗浄装置。
【請求項３】
前記一端側ノズルユニットよりも前記他端側ノズルユニットの方がノズルの個数が多く設置されていることを特徴とする請求項２に記載のニッケル酸化鉱の洗浄装置。
【請求項４】
前記一端側ノズルユニットの前記ノズルは、前記他端側ノズルユニットの前記ノズルよりも間隔をあけて設置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のニッケル酸化鉱の洗浄装置。
【請求項５】
前記ニッケル酸化鉱石が少なくともコバルト、マンガンを含む低品位ニッケル酸化鉱であり、該低品位ニッケル酸化鉱の前処理工程における洗浄・分離工程に適用されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のニッケル酸化鉱の洗浄装置。
【請求項６】
ニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する製錬技術における前処理工程の洗浄・分離工程で前記ニッケル酸化鉱石の鉱石スラリーを洗浄するニッケル酸化鉱の洗浄方法であって、
前記鉱石スラリーを鉱石分離・回収用スクリーンの一端側から他端側に向けて供給する工程と、
前記鉱石分離・回収用スクリーンに供給された前記鉱石スラリーに向けて洗浄水を供給する工程と、
前記洗浄水が供給された前記鉱石スラリーから前記鉱石分離・回収用スクリーンを通過した小粒径鉱石を回収する工程と、を含み、
前記鉱石スラリーに向けて前記洗浄水を供給する際に、前記鉱石分離・回収用スクリーンの一端側から他端側に向けて前記洗浄水の流量を増加させることを特徴とするニッケル酸化鉱の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する製錬技術における前処理工程の洗浄・分離工程で使用されるニッケル酸化鉱の洗浄装置、及びニッケル酸化鉱の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ニッケル製錬に使用される酸化鉱として、少なくともコバルトやマンガン、亜鉛等の不純物を含む低品位なニッケル酸化鉱が使用されることがある。このため、当該低品位なニッケル酸化鉱からニッケルを効率よく回収する技術の要請がある。低品位なニッケル酸化鉱からのニッケルの回収方法として、鉱石中のニッケルを高温・高圧条件下で酸を用いて浸出するＨＰＡＬ法（ High Pressure Acid Leaching法 ）が採用されている。
【０００３】
ニッケル酸化鉱のうち、主に粒径が１．４ｍｍ未満の小粒径鉱石は、一般的にＮｉ品位が高いので、ＨＰＡＬ技術を用いた処理に適しているが、粒径が１．４ｍｍ以上の大粒径鉱石は、Ｎｉ品位が低く不純物品位が高いため、ＨＰＡＬ技術を用いた処理には、適していない。このため、資源の有効利用の観点から、小粒径鉱石を効率よく回収しつつ、大粒径鉱石を取り除く必要がある。ニッケル酸化鉱の小粒径鉱石を効率よく回収することによって浸出工程におけるニッケル浸出率を高める技術として、例えば、特許文献１には、ニッケル酸化鉱石を湿式製錬する際における前処理工程で、目開きが１．４ｍｍのスクリーンを用いてニッケル酸化鉱石を分級する技術について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２０６０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
鉱石は、前処理工程の篩い分け工程にて篩い分けられ、特に大きい粒径の鉱石を除去した後、前処理工程における水砕工程で水砕され、鉱石懸濁液（以下、鉱石スラリー）とされる。その後、水砕工程から洗浄・分離工程に移行して、鉱石スラリー中に含まれる大粒径鉱石に付着した小粒径鉱石を洗浄により分離・回収して、大粒径鉱石を系外に払い出して再利用等している。
【０００６】
しかしながら、この前処理工程における洗浄・分離工程では、ある程度の小粒径鉱石が大粒径鉱石の表面に残存したまま系外に払い出されてしまうため、回収率が低下する要因となる。そのため、原料鉱石の前処理工程での小粒径鉱石の回収量を維持するためには、過剰量の鉱石を投入しなければならず、鉱山寿命が短縮する原因の１つとなっている。実操業における小粒径鉱石の回収率の指標として、洗浄効率を下記の式（１）のように定義して、評価を行っている。
（洗浄効率[％]）＝１００−（洗浄後の鉱石に残存する小粒径鉱石重量[ｇ]／洗浄後の鉱石重量[ｇ]）×１００・・・（１）
【０００７】
ニッケル酸化鉱は、湿潤すると粘着力が増加し、小粒径鉱石が大粒径鉱石から離れ難くなったり、小粒径鉱石同士の凝集塊を解粉し難くなったりする。その結果、低品位ニッケル酸化鉱を原料とするニッケル製錬プロセスの原料鉱石の前処理工程内の洗浄・分離工程において、洗浄効率を十分に高めるのが難しくなる。そこで、洗浄後に系外に払い出される大粒径鉱石の表面に残存する小粒径鉱石量を低減させて、小粒径鉱石の回収量を向上させるために、安定的に９０％以上の高洗浄効率を維持できる原料鉱石の効率的な洗浄技術が求められていた。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、低品位ニッケル酸化鉱を原料とするニッケル製錬プロセスの前処理工程での洗浄・分離工程における小粒径鉱石の損失量の低減を図って、小粒径鉱石の回収率を向上させることの可能な、新規かつ改良されたニッケル酸化鉱の洗浄装置、及びニッケル酸化鉱の洗浄方法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】
【０００９】
本発明の一態様は、ニッケル酸化鉱石の鉱石スラリーを洗浄するニッケル酸化鉱の洗浄装置であって、前記鉱石スラリーを導入する導入部と、前記導入部より供給された前記鉱石スラリーから所定の粒径以下の鉱石を分離する鉱石分離・回収用スクリーンと、前記鉱石分離・回収用スクリーンに供給された前記鉱石スラリーに向けて洗浄水を供給する洗浄水供給部と、前記鉱石分離・回収用スクリーンを介して前記洗浄水供給部と反対側に設けられ、前記鉱石スラリーに含まれる小粒径鉱石を回収する回収部と、を備え、前記導入部は、前記鉱石分離・回収用スクリーンの一端側から他端側に向けて前記鉱石スラリーを供給し、前記洗浄水供給部は、前記鉱石分離・回収用スクリーンの一端側から他端側に向けて前記洗浄水の流量が増加するように制御されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の一態様によれば、スクリーン上のスラリー流量と小粒径鉱石が鉱石スラリー供給側から鉱石排出側へ進むにつれ徐々に減少することによって、小粒径鉱石比率が高い鉱石スラリー供給側でなく、鉱石流速が遅く滞留時間を十分に得られる鉱石排出側を集中的に洗浄できるので、洗浄効率を向上させて、小粒径鉱石の回収率を向上させられる。
【００１１】
このとき、本発明の一態様では、前記洗浄水供給部は、前記鉱石分離・回収用スクリーンの一端側に設けられ、該鉱石分離・回収用スクリーンに沿って複数のノズルが設置された一端側ノズルユニットと、前記鉱石分離・回収用スクリーンの他端側に設けられ、該鉱石分離・回収用スクリーンに沿って複数のノズルが設置された他端側ノズルユニットと、を備え、前記洗浄水供給部から供給される洗浄水量のうち、少なくとも７０％以上の洗浄水量を前記他端側ノズルユニットから供給するように前記洗浄水の流量が制御されることとしてもよい。
【００１２】
このようにすれば、鉱石流速が遅く滞留時間を十分に得られる鉱石排出側を集中的に洗浄できるので、洗浄効率が向上する。
【００１３】
また、本発明の一態様では、前記一端側ノズルユニットよりも前記他端側ノズルユニットの方がノズルの個数が多く設置されていることとしてもよい。
【００１４】
このようにすれば、鉱石流速が遅く滞留時間を十分に得られる鉱石排出側を集中的に洗浄できるようになる。
【００１５】
また、本発明の一態様では、前記一端側ノズルユニットの前記ノズルは、前記他端側ノズルユニットの前記ノズルよりも間隔をあけて設置されていることとしてもよい。
【００１６】
このようにすれば、鉱石流速が遅く滞留時間を十分に得られる鉱石排出側を集中的に洗浄できるようになる。
【００１７】
また、本発明の一態様では、前記ニッケル酸化鉱石が少なくともコバルト、マンガンを含む低品位ニッケル酸化鉱であり、該低品位ニッケル酸化鉱の前処理工程における洗浄・分離工程に適用されることとしてもよい。
【００１８】
このようにすれば、低品位ニッケル酸化鉱の鉱石スラリーを効率的に洗浄して、低粒径鉱石を効率的に回収できるようになる。
【００１９】
また、本発明の他の態様は、ニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する製錬技術における前処理工程の洗浄・分離工程で前記ニッケル酸化鉱石の鉱石スラリーを洗浄するニッケル酸化鉱の洗浄方法であって、前記鉱石スラリーを鉱石分離・回収用スクリーンの一端側から他端側に向けて供給する工程と、前記鉱石分離・回収用スクリーンに供給された前記鉱石スラリーに向けて洗浄水を供給する工程と、前記洗浄水が供給された前記鉱石スラリーから前記鉱石分離・回収用スクリーンを通過した小粒径鉱石を回収する工程と、を含み、前記鉱石スラリーに向けて前記洗浄水を供給する際に、前記鉱石分離・回収用スクリーンの一端側から他端側に向けて前記洗浄水の流量を増加させることを特徴とする。
【００２０】
本発明の他の態様によれば、低品位ニッケル酸化鉱を原料とするニッケル製錬プロセスの前処理工程での洗浄・分離工程における小粒径鉱石の損失量を低減し、洗浄効率を向上させられる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明によれば、ニッケル酸化鉱を原料とするニッケル製錬プロセスの原料鉱石の前処理工程の洗浄・分離工程において、系外へ払い出される大粒径鉱石の表面に残存する小粒径鉱石のロス量を低減させて、回収率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱の洗浄方法が適用される前処理工程の概略を示すフロー図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱の洗浄装置の概略を示す構成図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るニッケル酸化鉱の洗浄装置の概略を示す構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱の洗浄装置の実施例に対する比較例１の概略を示す構成図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱の洗浄装置の実施例に対する比較例２の概略を示す構成図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱の洗浄装置の実施例及び比較例による洗浄・分離工程の洗浄効率の経日推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２４】
まず、本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱の洗浄方法が適用される前処理工程のフローの概略について図面を使用しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱の洗浄方法が適用される前処理工程の概略を示すフロー図である。
【００２５】
本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱の洗浄方法は、ニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する製錬技術における前処理工程の洗浄・分離工程で、ニッケル酸化鉱石の鉱石スラリーを洗浄する際に適用される。特に、コバルトやマンガン、亜鉛等の不純物を含む低品位ニッケル酸化鉱を原料とするニッケル製錬プロセスの前処理工程における洗浄・分離工程で適用される。
【００２６】
前処理工程では、まず、ニッケル酸化鉱を例えば１５０ｍｍを閾値として所定の粒径で篩い分けることによって、ニッケル酸化鉱から特に大きい粒径の鉱石を除去する（篩い分け工程Ｓ１１）。次に、篩い分け工程Ｓ１１で小粒径側に振り分けられた鉱石に対して水砕水を噴射して水砕することによって、鉱石懸濁液となる鉱石スラリーを得る（水砕工程Ｓ１２）。
【００２７】
その後、得られた鉱石スラリー中に含まれる大粒径鉱石に付着した小粒径鉱石を洗浄により分離・回収する（洗浄・分離工程Ｓ１３）。本実施形態における洗浄・分離工程Ｓ１３では、例えば、１．４ｍｍの粒径を閾値として、スクリーンを通過しない大きさの大粒径鉱石とスクリーンを通過する大きさの小粒径鉱石とに振り分けて、大粒径鉱石は、系外に払い出して再利用等している。そして、洗浄・分離工程Ｓ１３で小粒径鉱石側に振り分けられた粒径が１．４ｍｍ以下の小粒径鉱石を回収して、当該小粒径鉱石に対して、凝集剤を添加して濃縮して（濃縮工程Ｓ１４）、次工程の浸出工程で使用される。
【００２８】
本発明者らは、前述した本発明の目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、原料鉱石の前処理工程内の洗浄・分離工程で大粒径の鉱石を洗浄する設備において、小粒径鉱石比率が高い鉱石スラリー供給側でなく、鉱石流速が遅く滞留時間を十分に得ることのできる鉱石排出側にて集中的に洗浄することによって、洗浄効率を向上させて、大粒径の鉱石の表面に残存する小粒径鉱石の回収率を向上できることを見出した。そして、これらの知見に基づいて、更に研究を行った結果、本発明を完成するに至った。
【００２９】
このため、本実施形態では、鉱石分離・回収用スクリーンの一端側から他端側に向けて鉱石分離・回収用スクリーンに鉱石スラリーを供給し、当該鉱石スラリーに向けて洗浄水を供給する際に、鉱石分離・回収用スクリーンの一端側から他端側に向けて洗浄水の流量を増加させることを特徴とする。
【００３０】
次に、本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱の洗浄方法で使用される洗浄装置の構成について、図面を使用しながら説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱の洗浄装置の概略を示す構成図である。
【００３１】
本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱の洗浄装置１００は、ニッケル酸化鉱石の鉱石スラリーを洗浄する機能を有する。特に、本実施形態のニッケル酸化鉱の洗浄装置１００は、ニッケル酸化鉱石が少なくともコバルト、マンガンを含む低品位ニッケル酸化鉱の鉱石スラリーを効率的に洗浄して、低粒径鉱石を効率的に回収するために、低品位ニッケル酸化鉱の前処理工程における洗浄・分離工程に適用される。
【００３２】
本実施形態のニッケル酸化鉱の洗浄装置１００は、図２に示すように、導入部１０２と、鉱石分離・回収用スクリーン１０４と、洗浄水供給部１０６と、回収部１０８と、及び制御部１１０とを備える。
【００３３】
導入部１０２は、鉱石スラリーＳを鉱石分離・回収用スクリーン１０４に導入する機能を有する。本実施形態では、導入部１０２は、図２に示すように、筒状に形成され、鉱石分離・回収用スクリーン１０４の一端側から他端側に向けて、すなわち、鉱石スラリーＳの供給側から排出側に向けて鉱石スラリーＳを供給する。
【００３４】
鉱石分離・回収用スクリーン１０４は、導入部１０２より供給された鉱石スラリーＳから所定の粒径以下、すなわち、鉱石分離・回収用スクリーン１０４の目開きの大きさ以下の鉱石を分離し、濾過する機能を有する。本実施形態では、鉱石分離・回収用スクリーン１０４は、目開きが１．４ｍｍのスリットが設けられ、制御部１１０によって、水平方向（図２に示すＸ軸方向）に所定の周波数で振動するように制御されている。また、鉱石分離・回収用スクリーン１０４は、小粒径鉱石ＯＳと共に液体成分も分離するので、鉱石スラリーＳは、排出側に近づくにつれて勢いが衰える。鉱石スラリーＳの液体成分の全てが分離された場合も、鉱石分離・回収用スクリーン１０４として振動篩を用いることにより、固体成分となる鉱石が篩に固着しきるのを防ぐことができる。さらに、鉱石分離・回収用スクリーン１０４は、適度に傾けることができ、その傾きは、鉱石スラリーＳの流速を見ながら調節することができる。
【００３５】
洗浄水供給部１０６は、鉱石分離・回収用スクリーン１０４に供給された鉱石スラリーＳに向けて洗浄水Ｗを供給する機能を有する。本実施形態では、スクリーン１０４上に設置された多数の鉱石洗浄用スプレーノズル１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｂ１から小粒径鉱石を押し流す程度の水圧（例えば、１．０ＭＰａ以上の水圧）の洗浄水Ｗをスクリーン１０４上の鉱石に向けて噴射し、粒径が１．４ｍｍ以上の大粒径鉱石ＯＬの洗浄を行っている。大粒径鉱石ＯＬを洗浄することで大粒径鉱石ＯＬの表面に付着している粒径が１．４ｍｍ未満の小粒径鉱石ＯＳを分離・除去させ、鉱石分離・回収用スクリーン１０４のスリットを通過したものを回収部１０８で回収した後、大粒径鉱石ＯＬを系外へ払い出している。なお、洗浄水供給部１０６の詳細については、後述する。
【００３６】
回収部１０８は、鉱石スラリーＳに含まれる小粒径鉱石Ｏｓを回収する機能を有する。本実施形態では、回収部１０８は、分離・回収用スクリーン１０４を介して洗浄水供給部１０６と反対側に設けられており、水平方向に所定の周波数で振動する分離・回収用スクリーン１０４上で洗浄されて、大粒径鉱石ＯＬの表面に付着している小粒径鉱石ＯＳが洗い落とされて分離され、当該小粒径鉱石ＯＳが漏斗形状の回収部１０８で回収されるようになっている。
【００３７】
制御部１１０は、ニッケル酸化鉱の洗浄装置１００に備わる各構成要素の動作等を制御する機能を有する。本実施形態では、制御部１１０は、鉱石分離・回収用スクリーン１０４の水平方法の振動動作や、洗浄水供給部１０６からの洗浄水Ｗの供給動作を制御する機能を有する。制御部１１０は、例えば、洗浄水供給部１０６の各ノズルユニット１０６ａ、１０６ｂの上流に設けられたコントロールバルブの開度を調節して流量を調節する。また、コントロールバルブの開度は、一般的な方法により、ポジショナーやアクチュエータを用いて設定することができる。なお、制御部１１０による洗浄水供給部１０６からの洗浄水Ｗの流量等の調整動作の詳細については、後述する。
【００３８】
このように、本実施形態では、ニッケル酸化鉱を原料として使用するＨＰＡＬ法の原料鉱石の前処理工程における洗浄・分離工程Ｓ１３では、水砕工程Ｓ１２後の鉱石スラリーを受けて、それを１．４ｍｍのスリットを持つ鉱石分離・回収用スクリーン１０４上に供給した後、そのスクリーン１０４上に設置された多数の鉱石洗浄用スプレーノズル１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｂ１から洗浄水Ｗを鉱石に向けて噴射し、粒径が１．４ｍｍ以上の大粒径鉱石ＯＬの洗浄を行っている。そして、大粒径鉱石ＯＬの表面を洗浄することで大粒径鉱石ＯＬに付着している粒径が１．４ｍｍ未満の小粒径鉱石ＯＳを分離・除去させ、鉱石分離・回収用スクリーン１０４のスリットを通過したものを回収すると共に、大粒径鉱石ＯＬを系外へ払い出している。
【００３９】
これまでの洗浄・分離工程Ｓ１３においては、大粒径鉱石ＯＬへの小粒径鉱石ＯＳ付着量が多い側となる鉱石スラリー供給側で十分な量の洗浄水を添加することにより、洗浄効率の上昇が可能であると考えられてきた。しかしながら、当該洗浄・分離工程Ｓ１３では、設備上洗浄水そのものの絶対量を増加させることが困難であり、鉱石処理量が多くなると鉱石が中途半端に湿潤してしまい、洗浄効率として安定的に９０％以上を確保することが困難であった。
【００４０】
本発明者らは、原料鉱石の前処理工程の洗浄・分離工程Ｓ１３において、鉱石分離・回収用スクリーン１０４上における鉱石スラリーの流速の差を見出し（供給側のスラリー流速０．７５〜１．００ｍ／ｓｅｃ、排出側のスラリー流速０．０７〜０．０８ｍ／ｓｅｃ）、鉱石スラリーの流速の遅い排出側に洗浄用スプレー１０７ｂ１を追加して、洗浄水供給部１０６からの洗浄水の総量を増やすことなく、排出側に洗浄水を偏らせることによって、洗浄効率を上昇させることができると考えた。このため、本実施形態では、洗浄水供給部１０６から供給される洗浄水の流量を鉱石分離・回収用スクリーン１０４の一端側から他端側に向けて、すなわち、鉱石スラリーの供給側から排出側に向けて増加するように制御するようにしている。
【００４１】
具体的には、本実施形態では、洗浄水供給部１０６は、少なくとも２種類のノズルユニット１０６ａ、１０６ｂを備える。具体的には、洗浄水供給部１０６は、図２に示すように、鉱石分離・回収用スクリーン１０４の一端側に設けられ、当該鉱石分離・回収用スクリーン１０４の水平方向に沿って複数のノズル１０７ａが設置された一端側ノズルユニット１０６ａと、鉱石分離・回収用スクリーン１０４の他端側に設けられ、当該鉱石分離・回収用スクリーン１０４の水平方向に沿って複数のノズル１０７ｂ、１０７ｂ１が設置された他端側ノズルユニット１０６ｂと、を備える。
【００４２】
そして、洗浄水供給部１０６から供給される洗浄水量のうち、少なくとも７０％以上の洗浄水量を他端側ノズルユニット１０６ｂから供給するように洗浄水Ｗの流量が制御されている。このようにすれば、鉱石流速が鉱石排出側よりも早くて十分な滞留時間が得られない鉱石供給側では、例えば、洗浄水供給部１０６から供給される洗浄水量の５％を供給したり、間欠的に吐出する等して、スクリーン１０４の目詰まりを防止できる程度の必要最小限の流量の洗浄水Ｗを供給しながら、鉱石流速が遅く滞留時間を十分に得られる鉱石排出側を集中的に洗浄できる。このため、洗浄効率が向上して、鉱石スラリーＳに含まれる大粒径鉱石ＯＬの表面に残存する小粒径鉱石ＯＳの回収率が向上するようになる。
【００４３】
また、本実施形態では、洗浄水供給部１０６から供給される洗浄水の流量を鉱石分離・回収用スクリーン１０４の鉱石スラリー供給側から排出側に向けて増加させるために、図２に示すように、一端側ノズルユニット１０６ａの洗浄用スプレーノズル１０７ａの個数よりも、他端側ノズルユニット１０６ｂの洗浄用スプレーノズル１０７ｂ、１０７ｂ１の方がノズルの個数を多くするように設けている。
【００４４】
このように、本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱の洗浄装置１００を用いることによって、ニッケル酸化鉱を原料とするニッケル製錬プロセスの原料鉱石の前処理工程の洗浄・分離工程Ｓ１３において、系外へ払い出される大粒径鉱石ＯＬの表面に残存する小粒径鉱石ＯＳの損失量を低減させて、当該小粒径鉱石ＯＳの回収率を増加させることができる。このため、ニッケル製錬プロセスの高効率化及び鉱山寿命の延長等が図れるので、その工業的価値は、極めて大きい。
【００４５】
なお、洗浄水供給部１０６は、鉱石分離・回収用スクリーン１０４の一端側から他端側に向けて洗浄水Ｗの流量が増加するように制御されていれば良いので、洗浄水供給部１０６は、本実施形態の構成に限定されない。
【００４６】
具体的には、図３に示すように洗浄装置２００に備わる洗浄水供給部２０６の一端側ノズルユニット２０６ａのノズル２０７ａの間隔よりも、他端側ノズルユニット２０６ｂのノズル２０７ｂの間隔の方が狭い構成とすることによって、鉱石分離・回収用スクリーン２０４の一端側から他端側に向けて洗浄水Ｗの流量を増加させるようにしてもよい。このように、一端側ノズルユニット２０６ａのノズル２０７ａを他端側ノズルユニット２０６ｂのノズル２０７ｂよりも間隔をあけて設置することによって、鉱石流速が遅く滞留時間を十分に得られる鉱石排出側のノズル設置密度が高まって、集中的に鉱石スラリーＳを洗浄できるようになるので、小粒径鉱石ＯＳの回収率が向上するようになる。
【実施例】
【００４７】
次に、本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱の洗浄装置について、実施例により詳しく説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００４８】
（実施例１）
ニッケル酸化鉱を原料とするＨＰＡＬプロセスの原料鉱石の前処理工程における洗浄・分離工程において、本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱の洗浄装置を適用して、鉱石排出側に分配する洗浄水流量の比率を７０％とした。すなわち、前述の図２に示したように、洗浄設備排出側に有する他端側ノズルユニットに鉱石洗浄用スプレーを新たに追加して、鉱石スラリー供給側に分配する洗浄水の流量を６０ｍ３／ｈに、鉱石排出側に分配する洗浄水の流量を１４０ｍ３／ｈに調整した。このようにして、実施例１では、鉱石排出側のノズル１０７ｂからの洗浄水の流量を鉱石スラリー供給側のノズル１０７ａからの洗浄水の流量よりも大きくした。
【００４９】
（比較例１）
比較例１では、本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱の洗浄装置を適用せず、図４に示す洗浄装置３００を用いて、鉱石排出側に分配する洗浄水流量の比率を一般的な使用条件である５０％とした。具体的には、図４に示すように、洗浄水供給部３０６の一端側ノズルユニット３０６ａの洗浄スプレーノズル３０７ａの個数及び間隔を他端側ノズルユニット３０６ｂの洗浄スプレーノズル３０７ｂと同じにして、ノズルユニット３０６ａの洗浄水流量を１００ｍ３／ｈに、ノズルユニット３０６ｂの洗浄水流量を１００ｍ３／ｈに調整した。洗浄水流量の変更以外の条件としては、実施例１と同様の条件となるように調整を行った。このようにして、比較例１では、鉱石排出側のノズル３０７ｂからの洗浄水の流量を鉱石スラリー供給側のノズル３０７ａからの洗浄水の流量と同程度とした。
【００５０】
（比較例２）
比較例２では、図５に示す洗浄装置４００を用いて、鉱石供給側に分配する洗浄水流量の比率を従来使用してきた条件である８０％とした。具体的には、図５に示すように、洗浄水供給部４０６の一端側ノズルユニット４０６ａの洗浄スプレーノズル４０７ａの個数及び間隔を他端側ノズルユニット４０６ｂの洗浄スプレーノズル４０７ｂと同じにして、ノズルユニット４０６ａの洗浄水流量を１６０ｍ３／ｈに、ノズルユニット４０６ｂの洗浄水流量を４０ｍ３／ｈに調整した。洗浄水流量の変更以外の条件としては、実施例１と同様の条件となるように調整を行った。このようにして、比較例２では、鉱石排出側のノズル４０７ｂからの洗浄水の流量を鉱石スラリー供給側のノズル４０７ａからの洗浄水の流量よりも小さくした。
【００５１】
なお、これらの実施例１、比較例１、及び比較例２については、鉱石洗浄用スプレーの改造以外は、全て同じ条件として、特異点が現れないように１週間以上試験を継続してデータ収集を行った。そして、これら実施例１、比較例１、及び比較例２について、洗浄後の鉱石に残存する小粒径鉱石重量と洗浄後の鉱石重量を測定して、前述の式（１）の式に基づいて、原料鉱石の洗浄効率を算出して、当該洗浄効率の平均値と分散を求めた。
【００５２】
これら実施例１、比較例１、比較例２の洗浄効率の測定結果について図６に示し、当該測定結果及び判定結果について、以下の表１にまとめた。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
実施例１では、表２に示すように、洗浄効率は、平均９３．８％、標準偏差２．３％と安定的に９０％以上を維持できる良好な結果が得られた。また、図６のＰ１期間に示すように、洗浄効率が常に９０％以上を維持しながら、その変動幅が少ない結果となった。
【００５５】
一方、比較例１では、表２に示すように、洗浄効率は、平均９０．３％、標準偏差７．８％と洗浄効率が低下し、ばらつきが大きな結果となった。また、図６のＣ１期間に示すように、洗浄効率が８０％〜９８％にかけて変動し、実施例１よりもその変動幅が大きな結果となった。
【００５６】
また、比較例２では、表２に示すように、洗浄効率は、平均９１．１％となり、標準偏差は、７．０％と洗浄効率が低下し、ばらつきが大きな結果となった。また、図６のＣ２期間に示すように、洗浄効率が８０％〜９８％にかけて変動し、実施例１よりもその変動幅が大きな結果となった。
【００５７】
以上の結果から、洗浄・分離設備となる鉱石分離・回収用スクリーンの鉱石排出側の洗浄水量をそれぞれ５０％、２０％と低下させた比較例１及び比較例２に対して、鉱石排出側に分配する洗浄水流量の比率を７０％まで増加させた実施例１では、鉱石排出側を集中的に洗浄することによって、洗浄効率が平均９３．８％まで高まった。また、洗浄効率の標準偏差が２．３％と比較例１及び比較例２と比べて、大幅に下がったので、より安定的に９０％以上の洗浄効率を維持することができた。
【００５８】
このことから、本発明の一実施形態に係る洗浄装置を適用することによって、より精度よく鉱石スラリーに含まれる大粒径鉱石の表面に付着した小粒径鉱石を洗浄して、当該小粒径鉱石を高い回収率で回収できることが分かった。
【００５９】
なお、上記のように本発明の各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。従って、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。
【００６０】
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、ニッケル酸化鉱の洗浄装置の構成、動作も本発明の各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】
【００６１】
１００、２００  ニッケル酸化鉱の洗浄装置、１０２、２０２  導入部、１０４、２０４  鉱石分離・回収用スクリーン、１０６、２０６  洗浄水供給部、１０６ａ、２０６ａ  一端側ノズルユニット、１０６ｂ、２０６ｂ  他端側ノズルユニット、１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｂ１、２０７ａ、２０７ｂ  鉱石洗浄用スプレーノズル（ノズル）、１０８、２０８  回収部、１１０、２１０  制御部、Ｓ１１  篩い分け工程、Ｓ１２  水砕工程、Ｓ１３  洗浄・分離工程、Ｓ１４  濃縮工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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