(57)【要約】【課題】ろ布の破損を抑制することで、製鉄用ヘマタイトの水分含有率を所望の範囲内に調整することが可能な脱水方法を提供する。【解決手段】高圧酸浸出法を利用したニッケル酸化鉱石の湿式製錬プラントから得られる浸出残渣を原料とする製鉄用ヘマタイトの水分率を調整する脱水方法であって、浸出残渣を、遠心力によってオーバーフローとアンダーフローとに分級する分級工程Ｓ８１と、オーバーフローのうち、磁力によって湿潤ヘマタイトを分離する分離工程Ｓ８２と、湿潤ヘマタイトを、回転型濾過器に備わるろ板によりろ過しながら、過熱蒸気により乾燥して製鉄用ヘマタイトを得る乾燥工程Ｓ８３とを有し、ろ板は、所定のテンションでろ布が取り付けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧酸浸出法を利用したニッケル酸化鉱石の湿式製錬プラントから得られる浸出残渣を原料とする製鉄用ヘマタイトの水分率を調整する脱水方法であって、
前記浸出残渣を、遠心力によってオーバーフローとアンダーフローとに分級する分級工程と、
前記オーバーフローのうち、磁力によって湿潤ヘマタイトを分離する分離工程と、
前記湿潤ヘマタイトを、回転型濾過器に備わるろ板によりろ過しながら、過熱蒸気を供給することにより乾燥して前記製鉄用ヘマタイトを得る乾燥工程とを有し、
前記ろ板は、所定のテンションでろ布が取り付けられることを特徴とする脱水方法。
【請求項２】
前記ろ布は、製造から前記ろ板への取り付けまでをろ過温度より低温で行われることを特徴とする請求項１に記載の脱水方法。
【請求項３】
前記乾燥工程では、前記ろ布を前記過熱蒸気により収縮させた後、前記ろ板によりろ過しながら、該過熱蒸気により乾燥して前記製鉄用ヘマタイトを得ることを特徴とする請求項２に記載の脱水方法。
【請求項４】
前記ろ布は、前記ろ板の外周に沿って紐で縫い付けられることによって該ろ板に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の脱水方法。
【請求項５】
前記乾燥工程では、前記過熱蒸気を所定の流量に調節して、前記製鉄用ヘマタイトの水分含有率を１０重量％以上１７重量％以下に調整することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の脱水方法。
【請求項６】
高圧酸浸出法を利用したニッケル酸化鉱石の湿式製錬プラントから得られる浸出残渣を原料とする製鉄用ヘマタイトの水分率を調整する脱水システムであって、
前記浸出残渣を、遠心力によってオーバーフローとアンダーフローとに分級する分級部と、
前記オーバーフローのうち、磁力によって湿潤ヘマタイトを分離する分離部と、
前記湿潤ヘマタイトをろ板でろ過しながら、過熱蒸気により該湿潤ヘマタイトを乾燥する乾燥部と、
前記乾燥部に前記過熱蒸気を吹き込む加熱部と、
前記乾燥部により生成された前記製鉄用ヘマタイトを回収する回収部とを備え、
前記乾燥部では、前記ろ板に所定のテンションでろ布が取り付けられていることを特徴とする脱水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プラントから得られる浸出残渣を原料とする製鉄用ヘマタイトの水分率を調整する脱水方法および脱水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ニッケル酸化鉱石からニッケル分を回収する製造プロセスとして、リモナイトやサプロライトなどのニッケル酸化鉱石を硫酸とともにオートクレーブなどの加圧装置に入れ、２４０〜３００℃程度の高温高圧下においてニッケルを浸出する、高温加圧酸浸出（Ｈｉｇｈ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ａｃｉｄ  Ｌｅａｃｈ、以下、「ＨＰＡＬ」と表記する。）プロセスが実用化されている。このＨＰＡＬプロセスで得られる浸出残渣の主な成分は、酸化鉄であり、浸出残渣固形分中の鉄分はおよそ４０〜５０重量％（以下、「重量％」を「％」で表記する。）程度である。また、浸出残渣の生産量は浸出されたニッケル量に対しておよそ７０倍から１５０倍である。これは、原料のニッケル酸化鉱石や硫化鉱石に、ニッケルの含有量をはるかに超える量の鉄を含有しているためである。
【０００３】
この浸出残渣は、高温で生成されていることもあり、科学的、環境的には安定な酸化物の状態であるため、残渣堆積置場で長期間にわたり劣化せずに保管することができる。しかしながら、ＨＰＡＬプロセスの操業に伴って発生する、膨大な量の浸出残渣を積立保管するための広大な残渣積立置場が必要となる。ここで、浸出残渣とは酸化鉄を含有する点で共通するものとして鉄鉱石があり、鉄鉱石は精鋼の原料として広く利用されている。その精鋼の原料となる鉄鉱石は限られた資源であるため、浸出残渣を鉄鉱石のかわりに製鉄用のヘマタイト（酸化鉄）として使用する検討がなされている。
【０００４】
浸出残渣を製鉄用のヘマタイトとして使用するには、固形分中の鉄品位を５０％以上、硫黄品位を１％以下とすることが必要であり、かつ、バルク輸送中の液状化や発塵の防止という観点からヘマタイトの水分含有率を１０〜１７％に調節する必要がある。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ヘマタイトの水分含有率を１０〜１７％に脱水するのに安定して連続操業が可能な乾燥機を用いて、ろ布で形成された回転円筒状のドラムに浸出残渣を付着させ、過熱蒸気を吹き付けることが記載されている。これにより、鉄品位５３重量％程度、硫黄品位１％程度の製鉄用ヘマタイトが得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−０１４０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、ろ布に皺が発生し、このろ布表面に付着したヘマタイトケーキを剥離するため、ろ布内側から加圧を繰り返すことにより、ろ布の素線が破断し、ろ布が破損する場合があった。ろ布が破損することにより、ヘマタイトを所望の水分含有率へ脱水することができないことが懸念される。このような場合、ろ布を張り替えるため、ろ布の破損の都度、操業を一時的に停止せざるを得ない。そのため、ろ布をより長寿命化できる方法が求められていた。
【０００８】
そこで、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、ろ布の破損を抑制することが可能な、新規かつ改良した脱水方法および脱水システム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】
本発明者らは、ヘマタイトを乾燥させる際に用いる回転型濾過器のろ布に皺やたるみがあると、掻き具などとの接触や加圧減圧による力が皺やたるみ端に集中し、破れることを見出した。皺やたるみを防ぐという見地から、ろ布の仕様や適切な取付け方法を鋭意研究し、本発明を完成させた。
【００１０】
即ち、本発明の一態様は、高圧酸浸出法を利用したニッケル酸化鉱石の湿式製錬プラントから得られる浸出残渣を原料とする製鉄用ヘマタイトの水分率を調整する脱水方法であって、前記浸出残渣を、遠心力によってオーバーフローとアンダーフローとに分級する分級工程と、前記オーバーフローのうち、磁力によって湿潤ヘマタイトを分離する分離工程と、前記湿潤ヘマタイトを、回転型濾過器に備わるろ板によりろ過しながら、過熱蒸気を供給することにより乾燥して前記製鉄用ヘマタイトを得る乾燥工程とを有し、前記ろ板は、所定のテンションでろ布が取り付けられることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一態様では、前記ろ布は、製造から前記ろ板への取り付けまでをろ過温度より低温で行われることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の一態様では、前記乾燥工程では、前記ろ布が前記過熱蒸気により収縮された後、前記ろ板によりろ過しながら、該過熱蒸気により乾燥して前記製鉄用ヘマタイトを得ることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の一態様では、前記ろ布は、前記ろ板の外周に沿って紐で縫い付けられることによって該ろ板に取り付けられていることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の一態様では、前記乾燥工程において、前記過熱蒸気を所定の流量に調節して、前記製鉄用ヘマタイトの水分含有率を１０重量％以上１７重量％以下に調整することが好ましい。
【００１５】
さらに、本発明の他の態様は、高圧酸浸出法を利用したニッケル酸化鉱石の湿式製錬プラントから得られる浸出残渣を原料とする製鉄用ヘマタイトの水分率を調整する脱水システムであって、前記浸出残渣を、遠心力によってオーバーフローとアンダーフローとに分級する分級部と、前記オーバーフローのうち、磁力によって湿潤ヘマタイトを分離する分離部と、前記湿潤ヘマタイトをろ板でろ過しながら、過熱蒸気により該湿潤ヘマタイトを乾燥する乾燥部と、前記乾燥部に前記過熱蒸気を吹き込む加熱部と、前記乾燥部により生成された前記製鉄用ヘマタイトを回収する回収部とを備え、前記乾燥部では、前記ろ板に所定のテンションでろ布が取り付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ろ布の破損を抑制することで、製鉄用ヘマタイトの水分含有率を所望の範囲内に調整しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ＨＰＡＬプロセスの製造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脱水方法の概略を示すフロー図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る脱水システムの概略を示すブロック図である。
【図４】実施例１に基づくセグメントに取り付けたろ布を示す拡大写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
［１．ＨＰＡＬプロセスの製造工程の概要］
ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセス（以下、「ＨＡＰＬプロセス」ともいう。）は、例えば高圧酸浸出法（ＨＰＡＬ法）を用いて、ニッケル酸化鉱石からニッケルを浸出させて回収する製錬プロセスである。
【００２０】
図１は、ＨＰＡＬプロセスの製造工程の概略を示すフロー図である。ＨＡＰＬプロセスは、図１に示すように、鉱石処理工程Ｓ１と浸出工程Ｓ２と固液分離工程Ｓ３と中和工程Ｓ４と亜鉛除去工程Ｓ５と硫化工程Ｓ６と最終中和工程Ｓ７とを有する。
【００２１】
鉱石処理工程Ｓ１は、ニッケル酸化鉱石をスラリー化する工程である。また、浸出工程Ｓ２は、製造された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工程である。また、固液分離工程Ｓ３は、得られた浸出スラリーを多段洗浄しながら残渣を分離してニッケルと共に不純物元素を含む浸出液を得る工程である。また、中和工程Ｓ４は、浸出液に炭酸カルシウムを添加し、三価の鉄を含む中和殿物スラリーとニッケル回収用の母液（１）を形成する工程である。また、亜鉛除去工程Ｓ５は、該母液に硫化水素ガスを吹きこみ亜鉛を除去し、硫化亜鉛殿物（スラリー）とニッケル回収用の母液（２）を形成する工程である。また、硫化工程Ｓ６は、母液（２）に硫化剤を添加することでニッケルを含む硫化物（ニッケル硫化物）を生成させる工程である。さらに、最終中和工程Ｓ７は、固液分離工程Ｓ３で得られた浸出残渣スラリーに、硫化工程Ｓ６で得られた余剰の貧液を加え、ｐＨを８〜９程度に調整し、最終中和残渣を得る工程である。
【００２２】
そして、後述する本発明の一実施形態に係る脱水方法および脱水システムは、浸出残渣に所定の処理を施すことにより、所望の範囲内である水分含有率からなるヘマタイトケーキを得ることができる。なお、浸出残渣としては、図１の固液分離工程Ｓ３で得られる浸出残渣スラリーを用いることができるが、最終中和工程Ｓ７で得られる最終中和残渣を用いることもでき、後者は鉄分がより多く固形分となっているので生産量の点で有利である。また、ヘマタイトケーキとは、図２の「製鉄用ヘマタイト」を意味する。
【００２３】
［２．脱水方法］
次に、本発明の一実施形態に係る脱水方法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脱水方法の概略を示すフロー図である。
【００２４】
本実施形態に係る脱水方法は、高圧酸浸出法を利用したニッケル酸化鉱石の湿式製錬プラントから得られる浸出残渣を原料とする製鉄用ヘマタイトの水分率を調整するものである。この脱水方法は、分級工程Ｓ８１と分離工程Ｓ８２と乾燥工程Ｓ８３とを有する。以下、各工程Ｓ８１〜Ｓ８３についてそれぞれ説明する。
【００２５】
分級工程Ｓ８１は、浸出残渣を遠心力によってオーバーフローとアンダーフローとに分級する工程である。詳しくは、分級工程Ｓ８１では、浸出残渣であるところのテーリングスラリーを、湿式サイクロンを使用して、オーバーフローとアンダーフローとに分級する。
【００２６】
ＨＰＡＬプロセスにおける浸出残渣の固形分において、鉄はヘマタイト、硫黄は石膏の形として含まれる。ここで、ヘマタイト粒子は石膏粒子の数十分の１の大きさであるため、分級によって互いを分離することができる。粒径の大きな石膏の大部分がアンダーフローとして除去される。オーバーフローには、粒径の小さいヘマタイトが濃縮される。
【００２７】
平均的な粒径は、ヘマタイトが１μｍ、石膏は３０μｍ程度であるので、湿式サイクロンの分級サイズとしては例えば、オーバーフローが１μｍ以下となる設定以上、２μｍ以下となる設定以下となるように設定することが望ましい。その際、湿式サイクロンの分級サイズは回収量や純度によって調節することが望ましい。例えば、製鉄用のヘマタイトの需要が旺盛な場合は分級サイズを大きくすることによりヘマタイト粒子を多く回収し、ヘマタイトの純度が重視される場合は分級サイズを小さくすることにより石膏粒子の混入を抑制するのがよい。
【００２８】
分離工程Ｓ８２は、分級工程Ｓ８１で得られたオーバーフローから、磁力によって磁性の強い湿潤ヘマタイトを分離する工程である。詳しくは、分離工程Ｓ８２では、磁場強度が５〜２０ｋＧａｕｓｓの条件下で強磁場磁気分離装置（磁力選鉱装置）を用いて、上記オーバーフローを、磁性の強いもの（湿潤ヘマタイト）と磁性の弱いもの（クロマイト含有物）とに物理分離処理する。
【００２９】
通常の磁力選鉱において使用する磁力は、高々２０００Ｇａｕｓｓ程度であるが、例えば、上記強磁場磁気分離装置は、粉体に対してメッシュを通過する際に磁力を掛ける方式を採用しているため、非常に強力な磁力を掛けることができる。なお、このメッシュは、分離対象の粉体に最適な目開きとなるように設定されている。
【００３０】
このような構成により通常の磁力選鉱では実質的に分離が不可能な、ヘマタイトとクロマイトとを分離可能とする。また、少量残留している石膏も磁性がないため、ヘマタイトから分離可能である。
【００３１】
その結果、強磁場磁気分離装置の磁性体側の排出物（着磁物）として、水分含有率４０％程度の湿潤ヘマタイトが回収される。なお、この湿潤ヘマタイトの固形分には、ヘマタイト粒子の中に取り込まれた硫酸成分として硫黄が１％程度しか含有されていない。
【００３２】
乾燥工程Ｓ８３は、湿潤ヘマタイトをろ過しながら乾燥して製鉄用ヘマタイトを得る工程である。乾燥工程Ｓ８３では、詳しくは、湿潤ヘマタイトを、回転型濾過器に備わるろ板によりろ過しながら、過熱蒸気を供給することにより乾燥して製鉄用ヘマタイトが得られる。
【００３３】
本実施形態では、ろ板には、所定のテンションでろ布が取り付けられる。詳細には、ろ板の外周に沿ってろ布の紐で縫い付けられることによって、ろ布がろ板に取り付けられる。これにより、ろ布にテンションを掛けることができ、テンションによって皺やたるみを解消し、ろ布の破損をより確実に抑制することができる
【００３４】
従来より、ろ板にろ布を取り付け、濾過器の回転によりろ布をスラリーに浸して、減圧や加圧などの圧力差によりろ布からろ液を通し、ろ布を膨らませて、ろ布表面に残った乾燥固形物を掻き取る回転型濾過器が使われている。しかしながら、ろ布表面に付着したヘマタイトを剥離するためにろ布内側から加圧を繰り返すことにより、ろ布に発生した皺などを起点として、ろ布の素線が破断に至っていた。ろ布が破断したまま操業を続けると、破断部から大気が入り込んで圧力差を打ち消すので、ろ布表面に付着したヘマタイトを十分に脱水できない。しかも、破断部をヘマタイトが通り抜けるので、ろ液抜き出し用の配管が詰まりやすくなる。一方、ろ布の交換には、新しいろ布や作業人数を要し、前工程や後工程を含めて設備を停止するため、生産効率が低下していた。そこで、本実施形態では、所定のテンションでろ布をろ板に取り付けておくことにより、ろ布の皺やたるみを解消し、ろ布の破損を抑制することができる。
【００３５】
テンションの大きさは、ろ布の皺やたるみが発生しにくく、かつ操業中にろ布が破損しないよう、１００Ｎ以上３００Ｎ以下に調整することが好ましい。なお、このテンションの測定手段としては、例えば、市販のばね式手秤等を用いる。
【００３６】
ろ板は、回転型濾過器の外殻をなす。回転型濾過器の外殻を複数区画のセグメントに分割した構造とし、すべてのセグメントまたは一部のセグメントにろ布を取り付けることが好ましい。小さなろ板に小さなろ布を取り付けることになるので、ろ布の取り付け作業が容易で、一望して張り具合の偏りが認識でき、破断時の交換で消費するろ布も少なくすむ。各セグメントは合同な形状にすればろ板やろ布の準備が容易であり、具体的には、回転型濾過器が直方体形であれば長方形、円柱形であれば長方形を曲げた形または扇形などである。各セグメントは、複数の貫通孔を有する。セグメントの材質としては、金属や合金等で形成されていれば特に限定されないが、耐水性や耐衝撃性に優れた炭素鋼またはステンレス鋼等で形成されていることが好ましい。
【００３７】
ろ布は、分離工程Ｓ８２で得られた湿潤ヘマタイトをろ過する機能を有する。ろ布は、熱処理により強度を向上させたものが一般に流通しているが、熱処理されたものを使用した場合、過熱蒸気により更なるテンションをかけることができない。そのため、本実施形態では、ろ布は、熱処理されていないもの（非熱処理）を使用するのが好ましい。すなわち、ろ布は、その製造からろ板への取り付けまでをろ過温度より低温で行われることが好ましい。非熱処理品であるろ布は、ろ板に装着後で、ろ板で湿潤ヘマタイトをろ過する前に、過熱蒸気により収縮されることで、皺やたるみが解消されるため、使用（濾過・剥離）中のろ布の破損をより効率的に抑制することができる。なお、ろ布の厚みは、ろ布に付着したろ過物を掻き具等によって掻き取る際に破れない程度であればよく、特に限定されない。
【００３８】
ろ布の材質は、特に限定されないが、ナイロン樹脂、ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide）樹脂、およびＰＰＥ（denaturated-Polyphenyleneether）樹脂のいずれかが好ましく、中でも、ＰＰＳは、高温の水との接触により劣化しにくいため、特に好ましい。
【００３９】
次いで、本実施形態では、上述したように、バルク輸送中の液状化や発塵の防止という観点からヘマタイトの水分含有率を１０〜１７％に調節する必要がある。そのため、乾燥工程Ｓ８３では、分級工程Ｓ８１および分離工程Ｓ８２後に得られる湿潤ヘマタイト（オーバーフローしたもののうち磁性の強いもの、水分含有率：約４０％）から水分を除去する脱水処理を行う際には、過熱蒸気を供給するとともに回転型濾過器を使用する。
【００４０】
過熱蒸気を用いた脱水処理は、広く知られているように、被脱水物と過熱蒸気とを接触させ、過熱蒸気により被脱水物を加熱し、同時に被脱水物中の水分を過熱蒸気中にとりこんで脱水乾燥させるものである。
【００４１】
被脱水物は、分離工程Ｓ８２から得られる湿潤ヘマタイト（水分含有率が約４０％の磁性の強いもの）を回転型濾過器の表面でこし取ったものであり、過熱蒸気との接触方法は特に限定せず、回転型濾過器（ろ布で形成された円筒形のドラム）の表面上に付着している湿潤ヘマタイトに過熱蒸気を吹き付ける方式でもよいし、回転型濾過器から剥離した湿潤ヘマタイトを過熱蒸気と混合してもよい。過熱蒸気との混合は、直接加熱型熱交換器（篩や傾斜板や傘などの形状がある）の表面に湿潤ヘマタイトを広げて、過熱蒸気と混合すると接触効率がよく、湿潤ヘマタイトと向流接触させる方式でもよい。
【００４２】
過熱蒸気を被脱水物に利用する際には、湿潤ヘマタイトの時間あたり処理量に応じて過熱度（過熱蒸気の温度と圧力）を選ぶことができるが、接触効率が安定している場合は、その圧力と温度を定めることが好ましい。適度な接触効率である場合、過熱蒸気の圧力と温度を、圧力０．５〜０．７ＭＰａ（例えば６ｂａｒ）、温度１５０〜１８０℃の範囲とするのがよい。
【００４３】
ここで、過熱蒸気の圧力が０．５ＭＰａよりも低い場合には、乾燥が不十分となり得られる製鉄用ヘマタイト（以後、オーバーフローの磁性の強いものに水分調整を施したものを称す）の水分含有率は１７％を超えてしまう。一方、過熱蒸気の圧力が０．７ＭＰａよりも高い場合には、乾燥過剰となり、得られる製鉄用ヘマタイトの水分含有率は１０％を下回ってしまう。さらに、耐圧装置のコストが割高になるので好ましくない。
【００４４】
また、過熱蒸気の温度が１５０℃よりも低い場合には、乾燥が不十分となって、得られる製鉄用ヘマタイトの水分率は１７％を超えてしまう。一方、過熱蒸気の温度が１８０℃よりも高い場合には、乾燥過剰となり、得られる製鉄用ヘマタイトの水分率は１０％を下回ってしまう。また、エネルギー消費が多くなり経済的に好ましくない。
【００４５】
さらに、乾燥工程Ｓ８３では、過熱蒸気が湿潤ヘマタイトとの混合中に所定の過熱度が保たれるように流量を調節することが好ましい。これにより、製鉄用ヘマタイトを適切な水分含有率で効率的に乾燥させることができる。
【００４６】
このような乾燥工程Ｓ８３の運転は、ろ布が破損するまでは操業を停止させずに連続的に運転することができる。したがって、上記分離工程Ｓ８２で得られた湿潤ヘマタイト（水分含有率：４０％程度）は、１回の操作でヘマタイトの水分含有率を１０〜１７％に脱水させることができる。
【００４７】
［３．脱水システム］
次に、本発明の一実施形態に係る脱水システムについて図面を使用しながら説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る脱水システムの概略を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る脱水システムは、製造プラント操業において長期間安定してヘマタイトの水分含有率を１０〜１７％に脱水する機能を有する。
【００４８】
この脱水システム１００は、高圧酸浸出法を利用したニッケル酸化鉱石の湿式製錬プラントから得られる浸出残渣を原料とする製鉄用ヘマタイトの水分率を調整するものであって、図３に示すように、分級部１１０と分離部１２０と乾燥部１３０と加熱部１４０と回収部１５０とを備える。以下、各構成要素についてそれぞれ説明する。なお、上述した脱水方法と重複する説明を割愛する。
【００４９】
分級部１１０は、遠心力によってオーバーフローとアンダーフローとに分級する機能を有する。浸出残渣であるところのテーリングスラリーを、湿式サイクロンを使用することによって、オーバーフローとアンダーフローとに分級する。
【００５０】
分級部１１０では、このような浸出残渣は湿式サイクロンに装入され、粒径の大きな石膏の大部分がアンダーフローとして除去される。オーバーフローには粒径の小さいヘマタイトが濃縮される。そして、オーバーフローは、分級部１１０から分離部１２０に送られる。
【００５１】
次に、分離部１２０は、磁力によって磁性の強い成分と弱い成分とに分離する機能を有する。具体的には、磁場強度が５〜２０ｋＧａｕｓｓの条件下で上記オーバーフローを、磁性の強いもの（湿潤ヘマタイト）と磁性の弱いもの（クロマイト含有物）とに物理分離処理する。そして、この湿潤ヘマタイトは、分離部１２０から乾燥部１３０に送られる。
【００５２】
次に、乾燥部１３０は、湿潤ヘマタイトをろ板でろ過し、過熱蒸気で乾燥する機能を有する。乾燥部１３０には、回転可能なろ板と、ろ布に付着した製鉄用ヘマタイトを掻き取る掻き具と、製鉄用ヘマタイトを受け取るシューターとが設けられている。
【００５３】
乾燥部１３０では、磁性の強い成分である湿潤ヘマタイトをろ板に取り付けられたろ布の上に湿潤ヘマタイトを付着させてろ過をすることにより被脱水物が得られる。次いで、この被脱水物は、加熱部１４０から吹き込まれる過熱蒸気により乾燥される。そして、製鉄用ヘマタイトは、乾燥部１３０から回収部１５０に送られる。
【００５４】
次に、加熱部１４０は、過熱蒸気を発生させ、乾燥部１３０に上記過熱蒸気を吹き込む機能を有する。この加熱部１４０は、乾燥部１３０と分離されているが、一体となって構成されていてもよい。過熱蒸気は、加熱部１４０から乾燥部１３０に吹き込まれる。
【００５５】
次に、回収部１５０は、製鉄用ヘマタイトを回収する機能を有する。すなわち、回収部１５０は、乾燥部１４０で脱水された製鉄用ヘマタイトを回収する。
【００５６】
次に、制御部（不図示）は、脱水システム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。すなわち、制御部は、分級部１１０において、オーバーフローとアンダーフローとに分級する分級動作を制御し、かつオーバーフローの流量等を制御する。また、制御部は、分離部１２０において、上記オーバーフローを磁性の強いもの（湿潤ヘマタイト）と磁性の弱いもの（クロマイト含有物）とに物理分離する分離動作を制御し、かつ湿潤ヘマタイトの流量等を制御する。また、制御部は、乾燥部１３０において、ろ板の回転動作や系内の圧力を制御し、かつ製鉄用ヘマタイトの流量等を制御する。また、制御部は、加熱部１４０において、過熱蒸気の温度と吹き込み量を制御する。
【００５７】
［４．まとめ］
以上より、本実施形態に係る脱水方法は、高圧酸浸出法を利用したニッケル酸化鉱石の湿式製錬プラントから得られる浸出残渣を原料とする製鉄用ヘマタイトの水分率を調整するものであって、浸出残渣を、遠心力によってオーバーフローとアンダーフローとに分級する分級工程Ｓ８１と、オーバーフローのうち、磁力によって湿潤ヘマタイトを分離する分離工程Ｓ８２と、湿潤ヘマタイトを、回転型濾過器に備わるろ板によりろ過しながら、加熱器などで発生させる過熱蒸気により乾燥して製鉄用ヘマタイトを得る乾燥工程Ｓ８３とを有する。そして、ろ板には、所定のテンションでろ布が取り付けられる。
【００５８】
また、本実施形態に係る脱水システムは、高圧酸浸出法を利用したニッケル酸化鉱石の湿式製錬プラントから得られる浸出残渣を原料とする製鉄用ヘマタイトの水分率を調整する脱水システムであって、浸出残渣を、遠心力によってオーバーフローとアンダーフローとに分級する分級部と、オーバーフローのうち、磁力によって湿潤ヘマタイトを分離する分離部と、湿潤ヘマタイトをろ板でろ過しながら、過熱蒸気により湿潤ヘマタイトを乾燥する乾燥部と、乾燥部に過熱蒸気を吹き込む加熱部と、乾燥部により生成された製鉄用ヘマタイトを回収する回収部とを備える。そして、乾燥部では、ろ板に所定のテンションでろ布が取り付けられる。
【００５９】
このように、本実施形態では、ろ板には所定のテンションでろ布が取り付けられることにより、ろ布の破損を抑制することができる。そのため、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬における最終中和工程から得られる水分含有率が約７０％の最終中和残渣を処理して、製鉄用原料としての要請から固形分中の硫黄含有率を１％以下とし、さらに移送上の要請から水分含有率１０〜１７％である製鉄用ヘマタイトを安定して供給することができる。さらに、本実施形態は、上記乾燥工程においてろ布の寿命を延長させることができたことで、ろ布を交換する手間が軽減されるとともに、安定して連続的に脱水処理できるため、工業的意義が大きい。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例及び比較例を用いて、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または比較例に限定されるものではない。なお、実施例１では、セグメントに取り付けたろ布を示す拡大写真（図４参照）を使用して以下説明する。
【００６１】
（実施例１）
実施例１では、ドラム濾過器（回転型濾過器）に備わるろ板は、曲面形のセグメント同士が組合わさって円筒状となっている。その円筒状のセグメントには、袋状のろ布を設置する。ろ布は円筒の外周面に密着してテンションをかけた状態を維持するため、ろ布を円周方向に引っ張った状態を維持しつつ、紐で縛った。紐は、図４に示すように、ろ板の外周上の弧に沿ってろ布を縫い付けた後、端部を縛った。
【００６２】
ここで、ろ布は、非熱処理品を使用した。非熱処理品であるろ布は、使用温度（１２０度）になると熱収縮で１％程度小さくなった。これにより、ろ布の皺の発生をより確実に抑えることが可能となった。
【００６３】
上記によりニッケル酸化鉱石の湿式製錬プラントから得られる浸出残渣を原料とする製鉄用ヘマタイトを製造したところ、運転時間が８００時間を経過した。その結果、ろ布に破れは認められなかった。さらに、ろ布の破れの頻度が低減されたので、蒸気流量の調節によって精度良く製鉄用ヘマタイトの水分率を安定的に１０〜１７％に制御できるようになった。
【００６４】
（比較例１）
比較例１では、ろ布のテンションが緩い状態で使用した点以外は実施例１と同様にして製鉄用ヘマタイトを製造した。その結果、製造開始から約１００時間を経過したところで、製鉄用ヘマタイトの水分率が２０％まで上昇した。さらに、ろ布を確認したところ、ろ布が破れていた。
【００６５】
（比較例２）
比較例２では、ろ布を曲面形のセグメントに縫い付けず、セグメント周部に固定棒を設けて、ろ布の端にある穴を固定棒に引っ掛けて、ろ布を固定した点以外は比較例１と同様にして製鉄用ヘマタイトを脱水した。製造開始から約１００時間程度で、ろ布の破れが確認された。
【００６６】
（実施例による考察）
実施例１では、ろ布が所定のテンションで張られていたため、製鉄用ヘマタイトの水分率を精度良く１０〜１７％に制御できたといえる。一方、比較例１および２では、ろ布が皺やたるみがあったため、製鉄用ヘマタイトの水分率を制御できなかったといえる。
【符号の説明】
【００６７】
１００  脱水システム、１１０  分級部、１２０  分離部、１３０  乾燥部、１４０  加熱部、１５０  回収部、Ｓ１  鉱石処理工程、Ｓ２  浸出工程、Ｓ３  固液分離工程、Ｓ４  中和工程、Ｓ５  亜鉛除去工程、Ｓ６  硫化工程、Ｓ７  最終中和工程、Ｓ８１  分級工程、Ｓ８２  分離工程、Ｓ８３  乾燥工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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