(57)【要約】【課題】鉱石スラリーの濃縮工程で突発的なトラブルが発生しても、鉱石スラリーの流入を防止する。【解決手段】鉱石スラリーの濃縮工程における鉱石スラリーの濃縮システム１００であって、鉱石スラリー濃縮装置１１０と、鉱石スラリー化装置１０１と鉱石スラリー濃縮装置とを接続して設けられるパイプライン１０２と、パイプラインの鉱石スラリー濃縮装置より上流に設けられる濃縮装置側バルブＶ１と、パイプラインから分岐して設けられる分岐用配管１０３と、パイプラインから分岐された鉱石スラリーを貯留可能な貯留槽１０４と、分岐用配管に設けられる貯留槽側バルブＶ２と、鉱石スラリー濃縮装置の動作不具合の発生を検出した際に、濃縮装置側バルブを閉止して、貯留槽側バルブを開放することによって、パイプラインに残留する鉱石スラリーを貯留槽に誘導するように制御する制御部１２０と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル酸化鉱石の浸出処理に供する鉱石スラリーの濃縮工程における鉱石スラリーの濃縮システムであって、
前記鉱石スラリーを濃縮する鉱石スラリー濃縮装置と、
前記鉱石スラリーを生成する鉱石スラリー化装置から前記鉱石スラリー濃縮装置に該鉱石スラリーを送液するために、該鉱石スラリー化装置と該鉱石スラリー濃縮装置とを接続して設けられるパイプラインと、
前記パイプラインの前記鉱石スラリー濃縮装置より上流に設けられる濃縮装置側バルブと、
前記パイプラインの前記濃縮装置側バルブより上流から分岐して設けられる分岐用配管と、
前記分岐用配管の下流に設けられ、前記パイプラインから分岐された前記鉱石スラリーを貯留可能な貯留槽と、
前記分岐用配管に設けられる貯留槽側バルブと、
前記鉱石スラリー濃縮装置の動作不具合の発生を検出した際に、前記濃縮装置側バルブを閉止して、貯留槽側バルブを開放することによって、前記パイプラインに残留する前記鉱石スラリーを前記貯留槽に誘導するように制御する制御部と、を備えることを特徴とする鉱石スラリーの濃縮システム。
【請求項２】
前記鉱石スラリー濃縮装置は、
前記鉱石スラリーを固液分離するシックナーと、
前記シックナーで濃縮された鉱石スラリーを抜き取って耐圧容器に送液する抜取用ポンプと、
前記シックナー内の上澄み液を回収するオーバーフロータンクと、
前記オーバーフロータンクに回収された前記上澄み液を前記鉱石スラリー化装置に返送ポンプを介して返送する返送パイプラインと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の鉱石スラリーの濃縮システム。
【請求項３】
前記鉱石スラリー濃縮装置の前記動作不具合は、前記シックナーに設けられるレーキ又は前記抜取用ポンプの少なくとも何れかの動作停止であることを特徴とする請求項２に記載の鉱石スラリーの濃縮システム。
【請求項４】
前記貯留槽の有効容積は、前記鉱石スラリー化装置と前記鉱石スラリー濃縮装置との間に設けられる前記パイプラインの内部の有効容積以上の大きさであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の鉱石スラリーの濃縮システム。
【請求項５】
前記貯留槽で貯留した前記鉱石スラリーを前記鉱石スラリー濃縮装置に送液するための送液ポンプと送液配管を更に備え、前記制御部は、前記鉱石スラリー濃縮装置で発生した前記動作不具合の解消を検出した際に、前記送液ポンプを駆動し、前記貯留槽内の前記鉱石スラリーを前記鉱石スラリー濃縮装置に送液するよう制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の鉱石スラリーの濃縮システム。
【請求項６】
ニッケル酸化鉱石の浸出処理に供する鉱石スラリーの濃縮工程における鉱石スラリーの濃縮方法であって、
パイプラインを介して供給された前記鉱石スラリーを鉱石スラリー濃縮装置で濃縮する工程と、
前記鉱石スラリー濃縮装置の動作不具合の有無を検出する工程と、
前記鉱石スラリー濃縮装置の動作不具合を検出した際に、前記パイプラインの前記鉱石スラリー濃縮装置への前記鉱石スラリーの送液を遮断して、前記パイプラインと分岐して設けられる分岐用配管を介して該鉱石スラリーを貯留槽に送液する工程と、を有することを特徴とする鉱石スラリーの濃縮方法。
【請求項７】
前記鉱石スラリー濃縮装置で発生した前記動作不具合の解消を検出した際に、前記貯留槽内の前記鉱石スラリーを前記鉱石スラリー濃縮装置に送液する工程を更に有することを特徴とする請求項６に記載の鉱石スラリーの濃縮方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル酸化鉱石の浸出処理に供する鉱石スラリーの濃縮工程における鉱石スラリーの濃縮システム、及び鉱石スラリーの濃縮方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法として、硫酸を用いた高温加圧酸浸出法（High Pressure Acid Leach）が注目されている。この方法は、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方法と異なり、還元及び乾燥工程等の乾式工程を含まず、一貫した湿式工程からなるため、エネルギー的及びコスト的に有利となる。また、ニッケル品位を５０質量％（以下、「質量％」を単に「％」という。）程度まで向上させたニッケルを含む硫化物（以下、「ニッケル硫化物」ともいう。）を得ることができるという利点も有している。ニッケル硫化物は、ニッケル酸化鉱石を浸出工程で浸出して得られた浸出液を浄液した後に、硫化工程で硫化水素ガスを吹き込んで硫化反応を生じさせることにより沈殿生成される。
【０００３】
このような高温加圧酸浸出法によるニッケル酸化鉱石から金属を浸出させ、硫化水素ガスを吹き込んで硫化反応によりニッケル硫化物を得ることを目的としたニッケル酸化鉱石処理工場（以下、単に「処理工場」ともいう。）の場所は、使用する操業資材や製品等の物流の容易さの観点から海岸に面した立地や、使用する装置を安定に設置できる平坦で地盤の安定した場所が選定される。一方で、原料とするニッケル酸化鉱石は、内陸部に存在し処理工場と離れている場合が多く、ニッケル酸化鉱石の輸送が必要となる。ニッケル酸化鉱石の輸送手段としてトラックやベルトコンベアがあるが、雨が多い地域でのトラックの輸送では、道がぬかるんで使えなくなることがあり、ベルトコンベアでの輸送では、ベルトやローラに鉱石等が固着することや、周辺に飛散することが起こるので、維持費用がかかり、鉱石回収率も悪くなり、課題が多い。
【０００４】
このため、ニッケル酸化鉱石の輸送手段として、パイプラインが広く使われている。具体的には、例えば、ニッケル酸化鉱が存在する地区に鉱石スラリー化工程（以下、単に「スラリー化工程」ともいう。）を行う設備を建設し、処理工場側にパイプラインにて送液する。スラリー化工程では、鉱石に水を添加することにより、鉱石の流動性を高めて、パイプラインの詰まりやポンプの破損を来たすことなく、鉱石を輸送している。スラリー化工程を経てパイプラインで輸送したスラリーは、濃度が低く、鉱石あたりのスラリーの体積が大きくなる。このスラリーを浸出工程にそのまま供給すると、酸等の浸出剤が格段に薄まって浸出時間を長く要する。その場合、スラリーを収容して必要な浸出時間を確保するために浸出工程で使用する浸出槽の容積が大きくなり、非経済的である。このため、パイプラインで輸送したニッケル酸化鉱の鉱石スラリーを効率的に輸送するために、例えば、特許文献１では、鉱石スラリーの濃縮工程（以下、単に「濃縮工程」ともいう。）において、シックナーで固形分４０重量％以上に濃縮してから浸出工程へ供給する方法について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５２５７５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
鉱石スラリーの濃縮工程において、シックナーで固形分４０重量％以上に濃縮してから浸出工程に供給する際に、濃縮工程の前と比べて、濃縮工程の後では、スラリーの濃度が高くなっているので、同じ距離を輸送するのに、より高い圧力が必要になる。濃縮鉱石スラリーの送液ポンプの必要吐出圧が大きくなり過ぎると、高揚程又は数連のポンプが必要となることから、それを回避するために、鉱石スラリーの濃縮工程を行うシックナー等の設備と濃縮鉱石スラリーの貯留槽は、浸出工程の近傍に設置されるのが一般的である。
【０００７】
濃縮工程では、その下工程の設備が何らかの理由で停止した場合には、工程を健全に停止するための緩衝時間の後に停止される。しかしながら、停電や予期不能な設備故障により突発的に停止せざるを得ない場合には、スラリー化工程を行う設備と濃縮工程を行う設備とを接続するパイプライン内の鉱石スラリーは、流れのままシックナーに達し、シックナーの容量を超える分が溢れることになる。また、シックナー内が固形分で満たされることになり、シックナーに備え付けられているレーキが荷重で破損する虞や、レーキが過負荷で正常に運転できない虞がある。
【０００８】
このような過負荷が発生した場合には、シックナー内のスラリーを抜き出す必要があるが、その際に濃縮スラリーの抜出部分が完全に閉塞していると、濃縮工程を完全に復旧するのに長期間を要すこともあり得る。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、鉱石スラリーの濃縮工程を行う設備に突発的なトラブルが発生しても、当該設備への鉱石スラリーの流入を防止することの可能な、新規かつ改良された鉱石スラリーの濃縮システム、及び鉱石スラリーの濃縮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】
【００１０】
本発明の一態様は、ニッケル酸化鉱石の浸出処理に供する鉱石スラリーの濃縮工程における鉱石スラリーの濃縮システムであって、前記鉱石スラリーを濃縮する鉱石スラリー濃縮装置と、前記鉱石スラリーを生成する鉱石スラリー化装置から前記鉱石スラリー濃縮装置に該鉱石スラリーを送液するために、該鉱石スラリー化装置と該鉱石スラリー濃縮装置とを接続して設けられるパイプラインと、前記パイプラインの前記鉱石スラリー濃縮装置より上流に設けられる濃縮装置側バルブと、前記パイプラインの前記濃縮装置側バルブより上流から分岐して設けられる分岐用配管と、前記分岐用配管の下流に設けられ、前記パイプラインから分岐された前記鉱石スラリーを貯留可能な貯留槽と、前記分岐用配管に設けられる貯留槽側バルブと、前記鉱石スラリー濃縮装置の動作不具合の発生を検出した際に、前記濃縮装置側バルブを閉止して、貯留槽側バルブを開放することによって、前記パイプラインに残留する前記鉱石スラリーを前記貯留槽に誘導するように制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の一態様によれば、鉱石スラリーの濃縮工程を行う設備に突発的なトラブルが発生しても、パイプラインに残留した鉱石スラリーを貯留槽に迂回させることによって、当該設備への鉱石スラリーの流入を防止できる。
【００１２】
このとき、本発明の一態様では、前記鉱石スラリー濃縮装置は、前記鉱石スラリーを固液分離するシックナーと、前記シックナーで濃縮された鉱石スラリーを抜き取って耐圧容器に送液する抜取用ポンプと、前記シックナー内の上澄み液を回収するオーバーフロータンクと、前記オーバーフロータンクに回収された前記上澄み液を前記鉱石スラリー化装置に返送ポンプを介して返送する返送パイプラインと、を備えることとしてもよい。
【００１３】
このようにすれば、鉱石スラリー濃縮装置に供給された鉱石スラリーを無駄にすることなく、濃縮することができる。
【００１４】
また、本発明の一態様では、前記鉱石スラリー濃縮装置の前記動作不具合は、前記シックナーに設けられるレーキ又は前記抜取用ポンプの少なくとも何れかの動作停止であることとしてもよい。
【００１５】
このようにすれば、鉱石スラリー濃縮装置で発生し易い動作不具合を検出したら、当該鉱石スラリー濃縮装置への鉱石スラリーの流入を未然に防げる。
【００１６】
また、本発明の一態様では、前記貯留槽の有効容積は、前記鉱石スラリー化装置と前記鉱石スラリー濃縮装置との間に設けられる前記パイプラインの内部の有効容積以上の大きさであることとしてもよい。
【００１７】
このようにすれば、鉱石スラリーの濃縮工程を行う設備に突発的なトラブルが発生した際に、パイプラインに残留した鉱石スラリーをそのまま貯留槽に仮貯留することができる。
【００１８】
また、本発明の一態様では、前記貯留槽で貯留した前記鉱石スラリーを前記鉱石スラリー濃縮装置に送液するための送液ポンプと送液配管を更に備え、前記制御部は、前記鉱石スラリー濃縮装置で発生した前記動作不具合の解消を検出した際に、前記送液ポンプを駆動し、前記貯留槽内の前記鉱石スラリーを前記鉱石スラリー濃縮装置に送液するよう制御することとしてもよい。
【００１９】
このようにすれば、鉱石スラリー濃縮装置で発生した動作不具合が解消したら、貯留槽に仮貯留していた鉱石スラリーを鉱石スラリー濃縮装置に送液することによって、再度、当該鉱石スラリーを濃縮できるようになる。
【００２０】
また、本発明の他の態様は、ニッケル酸化鉱石の浸出処理に供する鉱石スラリーの濃縮工程における鉱石スラリーの濃縮方法であって、パイプラインを介して供給された前記鉱石スラリーを鉱石スラリー濃縮装置で濃縮する工程と、前記鉱石スラリー濃縮装置の動作不具合の有無を検出する工程と、前記鉱石スラリー濃縮装置の動作不具合を検出した際に、前記パイプラインの前記鉱石スラリー濃縮装置への前記鉱石スラリーの送液を遮断して、前記パイプラインと分岐して設けられる分岐用配管を介して該鉱石スラリーを貯留槽に送液する工程と、を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明の他の態様によれば、鉱石スラリーの濃縮工程を行う設備に突発的なトラブルが発生しても、パイプラインに残留した鉱石スラリーを貯留槽に迂回させることによって、当該設備への鉱石スラリーの流入を防止できる。
【００２２】
このとき、本発明の他の態様では、前記鉱石スラリー濃縮装置で発生した前記動作不具合の解消を検出した際に、前記貯留槽内の前記鉱石スラリーを前記鉱石スラリー濃縮装置に送液する工程を更に有することとしてもよい。
【００２３】
このようにすれば、鉱石スラリー濃縮装置で発生した動作不具合が解消したら、貯留槽に仮貯留していた鉱石スラリーを鉱石スラリー濃縮装置に送液することによって、再度、当該鉱石スラリーを濃縮できるようになる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように本発明によれば、ニッケル酸化鉱石の鉱石スラリーの濃縮工程を行う設備が突発的に停止した場合でも、鉱石スラリー化工程を行う設備と鉱石スラリー濃縮工程を行う設備との間に鉱石スラリーの輸送を目的として設置されたパイプライン内に残留した鉱石スラリーが鉱石スラリー濃縮工程側に流入することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る鉱石スラリー濃縮システム及び濃縮方法が適用される鉱石スラリーの製造方法のフローの一例を示す工程図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る鉱石スラリー濃縮システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る鉱石スラリー濃縮方法のフローの一例を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
まず、本発明の一実施形態に係る鉱石スラリー濃縮システム及び濃縮方法が適用される鉱石スラリーの製造方法について、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鉱石スラリー濃縮システム及び濃縮方法が適用される鉱石スラリーの製造方法のフローの一例を示す工程図である。
【００２８】
本発明の一実施形態に係る鉱石スラリー濃縮システム及び濃縮方法が適用される鉱石スラリーの製造方法は、原料鉱石から、例えば、ニッケルやコバルト等の金属を回収する金属製錬処理等の際に用いる鉱石スラリーを製造する方法である。本実施形態では、まず、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石を解砕し、所定の分級点で分級し、分級して得られたアンダーサイズの鉱石粒子からなる粗鉱石スラリーを製造する（スラリー化工程Ｓ１０）。そして、得られた粗鉱石スラリーから固液分離処理により水分を低減して鉱石成分を濃縮することによって（濃縮工程Ｓ２０）、鉱石スラリーを製造する。
【００２９】
スラリー化工程Ｓ１０では、原料鉱石を解砕し、所定の分級点で分級してオーバーサイズの鉱石粒子を除去し、アンダーサイズの鉱石粒子からなる粗鉱石スラリーを得る。
【００３０】
濃縮工程Ｓ２０では、分級して得られたアンダーサイズの鉱石粒子を含む粗鉱石スラリーを固液分離装置に装入し、その粗鉱石スラリー中に含まれる水分を分離除去して鉱石成分を濃縮し、鉱石スラリーを得る。具体的に、濃縮工程Ｓ２０では、例えば、シックナー等の固液分離装置に粗鉱石スラリーを装入し、固形成分を沈降させて装置の下部から取り出し、一方で上澄みとなった水分を装置の上部からオーバーフローさせる固液分離を行う。この固液分離処理により、粗鉱石スラリー中の水分を低減させ、スラリー中の鉱石成分を濃縮させることによって、例えば、固形分濃度として４０重量％程度の鉱石スラリーが得られる。
【００３１】
濃縮工程Ｓ２０では、必要に応じて、粗鉱石スラリーを固液分離装置に装入する際に、凝集剤を添加することができる。このようにして凝集剤を添加することによって、粗鉱石スラリー中の固形分の凝集を促し、沈降を促進させることができる。添加する凝集剤としては、例えば、高分子系の凝集剤を用いることができ、様々な分子量の種類のものを用いることができる。また、凝集剤は、適切に希釈され、粗鉱石スラリーと混合して十分に接触させることによって効果が発現する。そのため、粗鉱石スラリーと十分に接触させるために、例えば、シックナーのフィードウェル部分で粗鉱石スラリー流中に希釈後の凝集剤を添加することが好ましい。
【００３２】
本実施形態では、鉱石スラリーの製造方法で製造する鉱石スラリーの濃度としては、特に限定されないが、１５〜４５重量％になるように調製することが好ましい。
【００３３】
また、このようにして得られた鉱石スラリーは、その後、浸出工程にて当該鉱石スラリーからニッケル及びコバルトを浸出して、得られた浸出スラリーを固液分離工程にて浸出液と浸出残渣とに固液分離する。そして、中和工程にて浸出液を中和しニッケル回収用の母液と中和澱物スラリーとに分離して、硫化工程にて母液に硫化水素ガスを吹き込んで硫化反応を行ってニッケルを含む硫化物と貧液とを得る。
【００３４】
次に、本発明の一実施形態に係る鉱石スラリー濃縮システムの構成について、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鉱石スラリー濃縮システムの概略構成を示すブロック図である。
【００３５】
本発明の一実施形態に係る鉱石スラリーの濃縮システム１００は、ニッケル酸化鉱石の浸出処理に供する鉱石スラリーの濃縮工程において、適用される。すなわち、鉱石スラリーの濃縮システム１００は、スラリー化工程で鉱石スラリー化装置１０１によって生成された粒度が細かい鉱石スラリー中に含まれる水分を分離除去して鉱石成分を濃縮することによって鉱石スラリーを得る。特に、本実施形態の鉱石スラリーの濃縮システム１００は、ニッケル酸化鉱石の輸送手段として、当該ニッケル酸化鉱石を鉱石スラリー化装置１０１でスラリー化した鉱石スラリーをスラリー移送用のパイプライン１０２で濃縮工程が行われる鉱石スラリー濃縮装置１１０に送液する設備に適用される。
【００３６】
本実施形態の鉱石スラリーの濃縮システム１００は、図２に示すように、鉱石スラリー化装置１０１、パイプライン１０２、鉱石スラリー濃縮装置１１０、濃縮装置側バルブＶ１、分岐用配管１０３、貯留槽１０４、貯留槽側バルブＶ２、送液ポンプ１０５、送液配管１０６、及び制御部１２０を備える。
【００３７】
鉱石スラリー化装置１０１は、スラリー化工程で原料鉱石を解砕し、所定の分級点で分級してオーバーサイズの鉱石粒子を除去し、アンダーサイズの鉱石粒子からなる粗鉱石スラリーを得る設備である。本実施形態では、鉱石スラリー化装置１０１は、不図示の鉱石の供給口と該鉱石に水を供給する給水管とを備える。また、本実施形態では、鉱石スラリー化装置１０１は、鉱石スラリー濃縮装置１１０の突発停止時に自動的に停止するようになっている。
【００３８】
パイプライン１０２は、鉱石スラリー化装置１０１で生成された鉱石スラリーを鉱石スラリー濃縮装置１１０に送液するために、鉱石スラリー化装置１０１と鉱石スラリー濃縮装置１１０とを接続して設けられるスラリー移送用の設備である。なお、パイプライン１０２から貯留槽１０４に送液するポンプを備えてもよいが、本実施形態では、貯留槽１０４をパイプライン１０２の下方に設置することによって、当該ポンプを備えなくても、トラブル時にも特別な電源を要さずに、パイプライン１０２内のスラリーを貯留槽１０４へ送ることができる。
【００３９】
鉱石スラリー濃縮装置１１０は、鉱石スラリー化装置１０１で生成された鉱石スラリーを濃縮する設備である。本実施形態では、鉱石スラリー濃縮装置１１０は、シックナー１１１と、抜取用ポンプ１１２と、オーバーフロータンク１１３と、返送ポンプ１１４と、返送パイプライン１１５とを備える。
【００４０】
シックナー１１１は、スラリーから沈降した固形分を底部１１１ｂから流し出す配管１１１ａと上澄み液を溢れさせる不図示の樋とを備え、鉱石スラリーを固液分離する設備である。抜取用ポンプ１１２は、シックナー１１１で濃縮された鉱石スラリーを底部１１１ｂに連結された配管１１１ａから抜き取って浸出工程が行われる不図示の耐圧容器に送液する設備である。オーバーフロータンク１１３は、シックナー１１１内の上澄み液を回収する設備である。返送ポンプ１１４は、オーバーフロータンク１１３に回収された上澄み液を鉱石スラリー化装置１０１への返送を行う設備である。返送パイプライン１１５は、オーバーフロータンク１１３と鉱石スラリー化装置１０１とを接続して設けられ、オーバーフロータンク１１３に回収された上澄み液返送用の設備である。鉱石スラリー濃縮装置１１０をこのような構成とすることによって、シックナー１１１で分離した上澄み液も無駄にすることなく、鉱石スラリーを底部１１１ｂで有効活用することができるようになる。
【００４１】
濃縮装置側バルブＶ１は、パイプライン１０２の鉱石スラリー濃縮装置１１０より上流に設けられる開閉バルブである。本実施形態では、濃縮装置側バルブＶ１は、濃縮工程を行う設備である鉱石スラリー濃縮装置１１０が突発的に停止した際に閉止する閉止弁としての機能を有することによって、シックナー１１１に容量以上の鉱石スラリーが流入して溢れることを防止する。なお、濃縮装置側バルブＶ１の動作の詳細については、後述する。
【００４２】
分岐用配管１０３は、パイプライン１０２の濃縮装置側バルブＶ１より上流から分岐して設けられ、濃縮工程を行う設備である鉱石スラリー濃縮装置１１０が突発的に停止した際に、パイプライン１０２内に残留する鉱石スラリーを貯留槽１０４に移送するためのドレイン配管として機能する。分岐用配管１０３の入力段側には、貯留槽側バルブＶ２が設けられている。本実施形態では、貯留槽側バルブＶ２は、鉱石スラリー濃縮装置１１０が突発的に停止した際に、濃縮装置側バルブV１の閉止時に開放し、分岐用配管１０３を介してパイプライン１０２内のスラリーを貯留槽１０４にドレインするスラリードレイン弁として機能することによって、濃縮装置側バルブV１の上流側のパイプライン１０２内がスラリー中の固形分によって閉塞するのを防止する。
【００４３】
貯留槽１０４は、分岐用配管１０３の後段側に設けられ、パイプライン１０２から分岐用配管１０３を介してドレインしたスラリーを貯留する設備である。本実施形態では、鉱石スラリーの濃縮工程を行う設備に突発的なトラブルが発生した際に、パイプライン１０２に残留した鉱石スラリーをそのまま貯留槽１０４に仮貯留可能とするために、貯留槽１０４の有効容積は、スラリー移送用のパイプライン１０２の内部の有効容積以上の大きさとしている。
【００４４】
すなわち、パイプライン１０２の有効容積は、パイプライン１０２への流入を止めた場合に、パイプライン１０２から流出するスラリーの体積である。具体的には、パイプライン１０２の内容積のうち、シックナー１１１より低い部分と、鉱石スラリー化工程を行う鉱石スラリー化装置１０１より高い部分を差し引いた残りの体積として計算できる。なお、貯留槽１０４の形態に関しては、容量が上述の条件を満足すること以外には、特に限定しないが、経済面を考慮すると、地面を掘削して側面と底面に不透水性のシートを敷設したもので良い。
【００４５】
また、貯留槽１０４にドレインしたスラリーは、操業再開時に回収することが望ましいので、本実施形態では、貯留槽１０４で貯留した鉱石スラリーを鉱石スラリー濃縮装置１１０のシックナー１１１に送液するための送液ポンプ１０５と、貯留槽１０４とシックナー１１１の開口部側と接続する送液配管１０６が更に設けられている。このようにすることによって、鉱石スラリー濃縮装置１１０のシックナー１１１の突発的な停止等の動作不具合が発生して解消したら、貯留槽１０４に仮貯留していた鉱石スラリーをシックナー１１１に送液することによって、再度、当該鉱石スラリーを濃縮できるようになる。
【００４６】
なお、本実施形態では、送液ポンプ１０５については、スラリーの輸送に必要な揚程が確保できれば、特に限定しない。また、スラリーは、時間が経過すると自然に沈降するため、送液ポンプ１０５のサクション近傍には、沈降防止のための攪拌機やエアーバブリングを設けることがより好ましい。
【００４７】
さらに、貯留槽１０４は、本目的のための専用槽でなくとも良いが、例えば、貯留槽に他の工程のドレイン水が入ってくる等の理由により、液質によっては、スラリーを回収して処理することができない場合がある。特に、中和工程等からカルシウムが混入すると、オートクレーブ内で石膏が生成して詰まる原因になることから、貯留槽１０４は、専用槽であることが好ましい。
【００４８】
制御部１２０は、鉱石スラリーの濃縮システム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。具体的には、制御部１２０は、操作部（図示せず）から供給された操作信号に基づいて、鉱石スラリー化装置１０１、鉱石スラリー濃縮装置１１０、濃縮装置側バルブＶ１、貯留槽側バルブＶ２、送液ポンプ１０５等の各構成要素に対して制御信号を出力して各構成要素を駆動させる。これにより、鉱石スラリーの濃縮システム１００は、ニッケル酸化鉱石の浸出処理に供する鉱石スラリーの濃縮工程において、鉱石スラリーの濃縮処理を実行する。
【００４９】
本実施形態では、制御部１２０は、鉱石スラリー濃縮装置１１０の動作不具合の発生を検出した際に、濃縮装置側バルブＶ１を閉止して、貯留槽側バルブＶ２を開放することによって、パイプライン１０２に残留する鉱石スラリーを貯留槽１０４に誘導するように制御する機能を有する。
【００５０】
具体的には、制御部１２０は、鉱石スラリー濃縮装置１１０のシックナー１１１等の設備の動作停止等の動作不具合の発生した旨を判定する判定部１２２と、当該判定部１２２の判定結果に基づいて濃縮装置側バルブＶ１と貯留槽側バルブＶ２の開閉動作の調整をする調整部１２４が設けられている。また、制御部１２０は、鉱石スラリー濃縮装置１１０で発生した動作不具合の解消を検出した際に、送液ポンプ１０５を駆動させて、貯留槽１０４内に仮貯留された鉱石スラリーを鉱石スラリー濃縮装置１１０のシックナー１１１に送液するよう制御するようにしてもよい。
【００５１】
また、シックナー１１１は、その運転方法から常に上澄みがオーバーフローする状態、すなわち、満水状態で運転することから、その有効容積がゼロであるといえる。濃縮工程が突発停止した際には、スラリー移送用のパイプライン１０２中のスラリーは、シックナー１１１からオーバーフロータンク１１３へ上澄み液を追い出して、オーバーフロータンク１１３で受け入れきれない上澄み液は、オーバーフロータンク１１３から全量溢れることになる。さらに、シックナー１１１のオーバーフロー樋が固形分によって満たされた場合には、シックナー１１１本体からスラリーが溢れる場合がある。
【００５２】
閉止弁となる濃縮装置側バルブV１は、停電による停止を含んだ濃縮工程の運転停止により閉止し、濃縮工程へのスラリーの供給を断つようにする。一方、ドレイン弁となる貯留槽側バルブＶ２は、濃縮装置側バルブV１とは反対に、上記の事態において開放してパイプライン１０２内のスラリーを貯留槽１０４へドレインし、シックナー１１１とオーバーフロータンク１１３からスラリーが溢れるのを防止する。
【００５３】
濃縮工程を行う鉱石スラリー濃縮装置１１０の運転停止等の動作不具合として、具体的には、シックナー１１１のレーキや抜取用ポンプ１１２の停電等による停止が挙げられる。停電その他の要因によりシックナー１１１の抜取用ポンプ１１２が停止すると、シックナー１１１の下部に固形分が増加することによって、粘性抵抗によってレーキが停止する。
【００５４】
このことから、本実施形態では、濃縮工程を行う鉱石スラリー濃縮装置１１０の運転停止を検出する手段として、抜取用ポンプ１１２の運転信号の途絶を検出する以外に、レーキの運転信号の途絶を検出することができる。このように、レーキの運転信号を監視しておくと、シックナー１１１の底抜き用の配管１１１ａが詰まり気味で抜取用ポンプ１１２が無力化しているような事態にも対応できるようになる。すなわち、本実施形態では、鉱石スラリー濃縮装置１１０の動作不具合として、シックナー１１１に設けられるレーキ又は抜取用ポンプ１１２の少なくとも何れかの動作停止を検出することによって、特に、鉱石スラリー濃縮装置１１０で発生し易い動作不具合が検出されるので、その際における当該鉱石スラリー濃縮装置１１０への鉱石スラリーの流入を未然に防げるようになる。
【００５５】
次に、本発明の一実施形態に係る鉱石スラリー濃縮方法について、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鉱石スラリー濃縮方法のフローの一例を示す工程図である。
【００５６】
本発明の一実施形態に係る鉱石スラリー濃縮方法は、ニッケル酸化鉱石の浸出処理に供する鉱石スラリーの濃縮工程において鉱石スラリーを濃縮する際に適用される。特に、本実施形態の鉱石スラリーの濃縮方法は、鉱石スラリー化工程Ｓ１０でスラリー化した鉱石スラリーをスラリー移送用のパイプライン１０２（図２参照）で濃縮工程Ｓ２０に送液する設備に適用される。すなわち、本実施形態の鉱石スラリーの濃縮方法は、ニッケル酸化鉱石の輸送手段として、スラリー移送用のパイプライン１０２（図２参照）が使用される設備に適用される。
【００５７】
本発明の一実施形態に係る鉱石スラリー濃縮方法は、図３に示すように、まず、パイプラインを介して供給された鉱石スラリーを鉱石スラリー濃縮装置のシックナーで濃縮する（工程Ｓ２１）。その後、鉱石スラリー濃縮装置のシックナーのレーキの突発的な停止や抜取用ポンプの故障等の動作不具合の有無を判定する（工程Ｓ２２）。
【００５８】
工程Ｓ２２で鉱石スラリー濃縮装置の動作不具合を検出した場合には、濃縮装置側バルブＶ１を閉止することによって、パイプラインの鉱石スラリー濃縮装置への鉱石スラリーの送液を遮断して、かつ、貯留槽側バルブＶ２を開放することによって、パイプラインと分岐して設けられる分岐用配管を介して当該鉱石スラリーを貯留槽に送液する（工程Ｓ２３）。これによって、シックナーの突発的な停止や抜取用ポンプの故障等の動作不具合が発生しても、パイプラインに残留した鉱石スラリーを貯留槽に送液して仮貯留できるので、かかる残留した鉱石スラリーのシックナーへの流入を防止できるようになる。
【００５９】
その後、レーキや抜取用ポンプの修理・交換等によって、鉱石スラリー濃縮装置のシックナーのレーキの突発的な停止や抜取用ポンプの故障等の動作不具合が解消したか否かを判定する（工程Ｓ２４）。そして、当該動作不具合が解消されてシックナーの通常運転が可能になった場合には、濃縮装置側バルブＶ１を開放して、かつ、貯留槽側バルブＶ２を閉止して、当該シックナーによる濃縮処理が再開される（工程Ｓ２５）。
【００６０】
なお、シックナーで濃縮された鉱石スラリーは、その後、抜取用ポンプでシックナーから抜き取られて浸出工程が行われる耐圧容器に送液されるが、工程Ｓ２５では、シックナー内で濃縮された鉱石スラリーが過剰に厚密されている場合に備えて、抜取用ポンプが稼動できるのを確認してから、濃縮装置側バルブＶ１を開放して、貯留槽側バルブＶ２を閉止してシックナーへの供給を再開する。一方、シックナーによる濃縮処理が再開後において、雨天による鉱石の調達難等の場合でシックナー内の鉱石スラリーが不足している旨を検出したら（工程Ｓ２６）、貯留槽内の鉱石スラリーを鉱石スラリー濃縮装置のシックナーに送液する（工程Ｓ２７）。そして、当該シックナーで濃縮された鉱石スラリーは、抜取用ポンプでシックナーから抜き取られて浸出工程が行われる耐圧容器に送液される
【００６１】
このように、本発明の一実施形態に係る鉱石スラリーの濃縮システム及び濃縮方法は、ニッケル酸化鉱石の鉱石スラリーの濃縮工程を行う設備が突発的に停止した場合でも、パイプライン内に残留した鉱石スラリーを一時的に貯留槽に迂回させることができる。このため、鉱石スラリー化工程を行う設備と鉱石スラリー濃縮工程を行う設備との間に鉱石スラリーの輸送を目的として設置されたパイプライン内に残留した鉱石スラリーが鉱石スラリー濃縮工程側に流入することを確実に防止することができる。
【００６２】
すなわち、鉱石スラリーの濃縮工程を行う設備の運転停止時に、スラリー化工程を行う設備とスラリー濃縮工程を行う設備とを接続するパイプライン内に残留する鉱石スラリーを自動的に貯留槽へドレインすることによって、濃縮工程の設備へ鉱石スラリーに含まれる固形分が過度に流入することを未然に防げるので、極めて大きな工業的価値を有する。
【実施例】
【００６３】
次に、本発明の一実施形態に係る鉱石スラリーの濃縮システム、及び鉱石スラリーの濃縮方法について、実施例により詳しく説明する。なお、本発明は、当該実施例に限定されるものではない。
【００６４】
（実施例１）
以下に示すように、図２に示す本発明の一実施形態に係る鉱石スラリーの濃縮システム１００によって、ニッケル酸化鉱石をスラリー化工程にてスラリーとし、パイプライン１０２を通じてスラリーを鉱石スラリー濃縮装置に送液し、濃縮工程にてシックナー１１１のアンダーフローから固形分濃度４０重量％の濃縮鉱石スラリーを得た。
【００６５】
シックナー１１１で分離された上澄み液は、オーバーフロータンク１１３を経由し、再びスラリー化工程を行う鉱石スラリー化装置１０１へ返送した。本実施例では、スラリー化工程と濃縮工程を接続するパイプライン１０２は、内径４９．２センチメートルの配管で接続されており、配管長は、１０，０００メートルであった。
【００６６】
パイプライン１０２の濃縮工程側端部から１００メートル上流に濃縮工程時の突発停止時に閉止する遮断弁となる濃縮装置側バルブＶ１と、濃縮装置側バルブＶ１の上流側に濃縮装置側バルブＶ１が閉止した際に開放するドレイン弁となる貯留槽側バルブＶ２を設置しておいた。また、スラリー化工程側の設備となる鉱石スラリー化装置１０１は、濃縮工程側の設備となる鉱石スラリーの濃縮装置１１０の突発停止時に自動的に停止するようになっていた。さらに、ドレイン配管となる分岐用配管１０３の行き先には、容量３０００ｍ３の貯留槽１０４が備えられていた。
【００６７】
濃縮工程を行うシックナー１１１のレーキの運転信号を指示上オフとした。なお、実際にレーキを停止させると、レーキの再稼働に手間がかかる場合があるため、レーキは、停止させずに、運転を継続させた。その後、スラリー化工程は、レーキの運転信号がオフになったことで自動的に停止した。スラリー移送用のパイプライン１０２に設置した濃縮装置側バルブＶ１は、閉止して、貯留槽側バルブＶ２は、開放された。なお、停電ではない場合には、動作条件の設定により動作し、停電の場合には、エアレス時の動作設定で濃縮装置側バルブＶ１と貯留槽側バルブＶ２が動作した。パイプライン１０２内のスラリーは、貯留槽１０４にドレインされ、シックナー１１１の周辺にスラリーが飛散することがなかった。また、レーキの運転信号をオンに戻し、全ての工程の運転を再開することができた。
【００６８】
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。
【００６９】
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、鉱石スラリーの濃縮システム、及び鉱石スラリーの濃縮方法の構成、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】
【００７０】
１００  濃縮システム、１０１  鉱石スラリー化装置、１０２  パイプライン、１０３  分岐用配管、１０４  貯留槽、１０５  送液ポンプ、１０６  送液配管、１１０  鉱石スラリー濃縮装置、１１１  シックナー、１１１ａ  配管、１１１ｂ  底部、１１２  抜取用ポンプ、１１３  オーバーフロータンク、１１４  返送ポンプ、１１５  返送パイプライン、１２０  制御部、１２２  判定部、１２４  調整部、Ｖ１  濃縮装置側バルブ、Ｖ２  貯留槽側バルブ
【図１】
2019203152.tif 000003
【図２】
2019203152.tif 000004
【図３】
2019203152.tif 000005