(57)【要約】      （修正有）【課題】銅濃度が低く、浸出反応効率が低いニッケル硫化物を効率よく塩素浸出するニッケル硫化物の塩素浸出設備を提供する。【解決手段】第１ニッケル硫化物の一部と第２ニッケル硫化物とが供給される前段浸出槽１と、前段浸出槽から排出された排出液と第１ニッケル硫化物の残部とが供給される後段浸出槽２とを備える。前段浸出槽１において、銅濃度が低い第２ニッケル硫化物に銅濃度が高い第１ニッケル硫化物を混合して塩素浸出するので、混合液の銅濃度が高くなり、塩素浸出反応を促進でき、前段浸出槽１には、浸出反応効率が高い第１ニッケル硫化物の一部のみが供給されるので、浸出反応効率が低い第２ニッケル硫化物の塩素浸出反応に塩素を寄与させることができるニッケル硫化物の塩素浸出設備Ａ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ニッケル硫化物と、該第１ニッケル硫化物に比べて銅濃度が低く、かつ、浸出反応効率が低い第２ニッケル硫化物とを塩素浸出する設備であって、
前記第１ニッケル硫化物の一部と前記第２ニッケル硫化物とが供給され、その混合液を塩素浸出する前段浸出槽と、
前記前段浸出槽から排出された排出液と前記第１ニッケル硫化物の残部とが供給され、その混合液を塩素浸出する後段浸出槽と、を備える
ことを特徴とするニッケル硫化物の塩素浸出設備。
【請求項２】
複数の前記前段浸出槽を備え、
前記第１ニッケル硫化物の一部と前記第２ニッケル硫化物とが、それぞれ前記複数の前段浸出槽に分けて供給され、
前記複数の前段浸出槽から排出された排出液と前記第１ニッケル硫化物の残部とが、前記後段浸出槽に供給される
ことを特徴とする請求項１記載のニッケル硫化物の塩素浸出設備。
【請求項３】
前記前段浸出槽において、前記第１ニッケル硫化物と前記第２ニッケル硫化物の混合割合が、混合液の銅濃度が30g/L以上となる割合である
ことを特徴とする請求項１または２記載のニッケル硫化物の塩素浸出設備。
【請求項４】
前記第１ニッケル硫化物は、ニッケルマット中のニッケルメタルを銅イオンと置換させるセメンテーション工程から得られたセメンテーション残渣であり、
前記第２ニッケル硫化物は、低品位ラテライト鉱を硫酸浸出し、浸出液中のニッケルとコバルトを硫化物として回収して得られたニッケル・コバルト混合硫化物である
ことを特徴とする請求項１、２または３記載のニッケル硫化物の塩素浸出設備。
【請求項５】
第１ニッケル硫化物と、該第１ニッケル硫化物に比べて銅濃度が低く、かつ、浸出反応効率が低い第２ニッケル硫化物とを塩素浸出する方法であって、
前記第１ニッケル硫化物の一部と前記第２ニッケル硫化物とを前段浸出槽に供給して、その混合液を塩素浸出し、
前記前段浸出槽から排出された排出液と前記第１ニッケル硫化物の残部とを後段浸出槽に供給して、その混合液を塩素浸出する
ことを特徴とするニッケル硫化物の塩素浸出方法。
【請求項６】
前記第１ニッケル硫化物の一部と前記第２ニッケル硫化物とを、それぞれ複数の前段浸出槽に分けて供給して、その混合液を塩素浸出し、
前記複数の前段浸出槽から排出された排出液と前記第１ニッケル硫化物の残部とを後段浸出槽に供給して、その混合液を塩素浸出する
ことを特徴とする請求項５記載のニッケル硫化物の塩素浸出方法。
【請求項７】
前記前段浸出槽において、混合液の銅イオン濃度が30g/L以上となるように、前記第１ニッケル硫化物と前記第２ニッケル硫化物の混合割合を調整する
ことを特徴とする請求項５または６記載のニッケル硫化物の塩素浸出方法。
【請求項８】
前記第１ニッケル硫化物は、ニッケルマット中のニッケルメタルを銅イオンと置換させるセメンテーション工程から得られたセメンテーション残渣であり、
前記第２ニッケル硫化物は、低品位ラテライト鉱を硫酸浸出し、浸出液中のニッケルとコバルトを硫化物として回収して得られたニッケル・コバルト混合硫化物である
ことを特徴とする請求項５、６または７記載のニッケル硫化物の塩素浸出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル硫化物の塩素浸出設備および塩素浸出方法に関する。さらに詳しくは、ニッケル硫化物を原料とした湿式製錬プロセスにおいて、銅濃度が低く、浸出反応効率が低いニッケル硫化物を塩素浸出する設備および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５に基づき、ニッケル硫化物を原料とした湿式製錬プロセスの一例を説明する。
本湿式製錬プロセスでは、原料のニッケル硫化物として、ニッケルマットとニッケル・コバルト混合硫化物（ＭＳ：ミックスサルファイド）の２種類が用いられる。ニッケルマットは、硫鉄ニッケル鉱を熔錬することで得られる。また、ニッケル・コバルト混合硫化物は、低品位ラテライト鉱を硫酸浸出し、浸出液中のニッケルとコバルトを硫化物として回収することで得られる。
【０００３】
まず、ニッケルマットを粉砕工程において粉砕した後、後述の電解廃液と混合してマットスラリーとし、セメンテーション工程に供給する。セメンテーション工程には塩素浸出工程で得られた浸出液が供給されており、この浸出液（銅濃度30〜60g/L）中に含まれる銅イオンがニッケルマット中のニッケルメタルと置換反応を起こして、硫化銅として析出する。そして、析出した硫化銅をその他の残分とともにセメンテーション残渣として分離し、塩素浸出工程に供給する。
【０００４】
セメンテーション工程の終液中にはコバルトや鉄などが含まれているため、浄液工程で塩素ガスを吹き込んで酸化しつつ、同時に炭酸ニッケルを添加して中和する、いわゆる酸化中和法により、これらの元素および銅、鉛、ヒ素などの微量不純物を水酸化物として除去する。不純物を除去した液は純粋な塩化ニッケル溶液であり、電解給液として電解工程に送る。電解工程においては、電解採取により、電解液に含まれるニッケルを電気ニッケルとして回収する。電解工程で発生した塩素ガスは塩素浸出工程および浄液工程に繰り返して再利用する。電解工程から排出された電解廃液は粉砕工程および浄液工程に送られる。
【０００５】
塩素浸出工程にはセメンテーション残渣およびニッケル・コバルト混合硫化物からなるスラリーが供給される。塩素浸出工程では、浸出槽に吹き込まれる塩素ガスの酸化力によって、スラリー中の固形物に含まれる金属が実質的に全て液中に浸出される。塩素浸出工程から排出されたスラリーは浸出液と浸出残渣とに固液分離される。金属が浸出された浸出液は、セメンテーション工程に繰り返して供給される。一方、マットに含まれていた硫黄はほとんど浸出されず、その大部分が浸出残渣として分離される。
【０００６】
ところで、ニッケル・コバルト混合硫化物は、銅含有量が微量であり、かつ、ニッケルメタルが含まれていないため、還元力に乏しいという性質を有する。そのため、ニッケル・コバルト混合硫化物は、セメンテーション工程に供給しても銅イオンとニッケルメタルとの置換反応が進行しないため、塩素浸出工程に直接供給される。しかしながら、ニッケル・コバルト混合硫化物は、ニッケルマットやセメンテーション残渣に比べて硫化物としての安定性が高いことから、浸出反応効率が低いという問題がある。
【０００７】
塩素浸出工程において、原料中の金属の浸出は、銅イオンを媒体とした塩素ガスの液相への吸収反応（銅の塩化物錯イオンの酸化反応）（化１）と、吸収された塩素（酸化された銅の塩化物錯イオン）による硫化物の酸化反応（化２、化３）の二段階で進行する。
（化１）
3Cl2 + 6CuCl32- → 6CuCl+ + 18Cl-
（化２）
6CuCl+ + Ni3S2 + 18Cl- → 3NiCl2 + 6CuCl32- + 2S
（化３）
2CuCl+ + MS + 6Cl- → MCl2 + 2CuCl32- + S  (M = Ni、Co、Fe、Cu)
【０００８】
セメンテーション残渣等の銅を含有する原料を用いた場合、上記化３の反応により浸出されたCuCl2が塩化物錯体を生成し、上記化１の塩素吸収剤として作用するため、浸出反応の進行に伴って塩素ガスの吸収量が増加する。しかし、ニッケル・コバルト混合硫化物は、銅をほとんど含有していないため、反応開始時に反応液に含まれている銅イオンの量が塩素ガスの吸収量を決定することとなる。そのため、塩素ガスの供給量を増加しても液相に吸収されずに浸出反応に寄与しないという問題がある。
【０００９】
ニッケル・コバルト混合硫化物とともに、銅を含むマットスラリーやセメンテーション残渣を反応槽に供給することで、上記の問題を解消することができる（特許文献１参照）。しかし、マットスラリーやセメンテーション残渣は、ニッケル・コバルト混合硫化物に比べて浸出反応効率が高いため優先的に塩素ガスを消費してしまい、塩素ガスがニッケル・コバルト混合硫化物の浸出反応に有効に寄与しないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２４０００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記事情に鑑み、銅濃度が低く、浸出反応効率が低いニッケル硫化物を効率よく塩素浸出するニッケル硫化物の塩素浸出設備および塩素浸出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】
【００１２】
第１発明のニッケル硫化物の塩素浸出設備は、第１ニッケル硫化物と、該第１ニッケル硫化物に比べて銅濃度が低く、かつ、浸出反応効率が低い第２ニッケル硫化物とを塩素浸出する設備であって、前記第１ニッケル硫化物の一部と前記第２ニッケル硫化物とが供給され、その混合液を塩素浸出する前段浸出槽と、前記前段浸出槽から排出された排出液と前記第１ニッケル硫化物の残部とが供給され、その混合液を塩素浸出する後段浸出槽と、を備えることを特徴とする。
第２発明のニッケル硫化物の塩素浸出設備は、第１発明において、複数の前記前段浸出槽を備え、前記第１ニッケル硫化物の一部と前記第２ニッケル硫化物とが、それぞれ前記複数の前段浸出槽に分けて供給され、前記複数の前段浸出槽から排出された排出液と前記第１ニッケル硫化物の残部とが、前記後段浸出槽に供給されることを特徴とする。
第３発明のニッケル硫化物の塩素浸出設備は、第１または第２発明において、前記前段浸出槽において、前記第１ニッケル硫化物と前記第２ニッケル硫化物の混合割合が、混合液の銅濃度が30g/L以上となる割合であることを特徴とする。
第４発明のニッケル硫化物の塩素浸出設備は、第１、第２または第３発明において、前記第１ニッケル硫化物は、ニッケルマット中のニッケルメタルを銅イオンと置換させるセメンテーション工程から得られたセメンテーション残渣であり、前記第２ニッケル硫化物は、低品位ラテライト鉱を硫酸浸出し、浸出液中のニッケルとコバルトを硫化物として回収して得られたニッケル・コバルト混合硫化物であることを特徴とする。
第５発明のニッケル硫化物の塩素浸出方法は、第１ニッケル硫化物と、該第１ニッケル硫化物に比べて銅濃度が低く、かつ、浸出反応効率が低い第２ニッケル硫化物とを塩素浸出する方法であって、前記第１ニッケル硫化物の一部と前記第２ニッケル硫化物とを前段浸出槽に供給して、その混合液を塩素浸出し、前記前段浸出槽から排出された排出液と前記第１ニッケル硫化物の残部とを後段浸出槽に供給して、その混合液を塩素浸出することを特徴とする。
第６発明のニッケル硫化物の塩素浸出方法は、第５発明において、前記第１ニッケル硫化物の一部と前記第２ニッケル硫化物とを、それぞれ複数の前段浸出槽に分けて供給して、その混合液を塩素浸出し、前記複数の前段浸出槽から排出された排出液と前記第１ニッケル硫化物の残部とを後段浸出槽に供給して、その混合液を塩素浸出することを特徴とする。
第７発明のニッケル硫化物の塩素浸出方法は、第５または第６発明において、前記前段浸出槽において、混合液の銅イオン濃度が30g/L以上となるように、前記第１ニッケル硫化物と前記第２ニッケル硫化物の混合割合を調整することを特徴とする。
第８発明のニッケル硫化物の塩素浸出方法は、第５、第６または第７発明において、前記第１ニッケル硫化物は、ニッケルマット中のニッケルメタルを銅イオンと置換させるセメンテーション工程から得られたセメンテーション残渣であり、前記第２ニッケル硫化物は、低品位ラテライト鉱を硫酸浸出し、浸出液中のニッケルとコバルトを硫化物として回収して得られたニッケル・コバルト混合硫化物であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１発明によれば、前段浸出槽において、銅濃度が低い第２ニッケル硫化物に銅濃度が高い第１ニッケル硫化物を混合して塩素浸出するので、混合液の銅濃度が高くなり、塩素浸出反応を促進できる。また、前段浸出槽には、浸出反応効率が高い第１ニッケル硫化物の一部のみが供給されるので、浸出反応効率が低い第２ニッケル硫化物の塩素浸出反応に塩素を寄与させることができる。しかも、前段浸出槽への供給量を低減できるので、前段浸出槽での滞留時間が長くなり、浸出反応効率が低い第２ニッケル硫化物の浸出時間を長くすることができる。その結果、銅濃度が低く、浸出反応効率が低い第２ニッケル硫化物を効率よく塩素浸出できる。
第２発明によれば、複数の前段浸出槽を備えるので、各前段浸出槽への供給量を低減でき、前段浸出槽での滞留時間が長くなり、浸出反応効率が低い第２ニッケル硫化物の浸出時間をより長くすることができる。
第３発明によれば、混合液の銅濃度が30g/L以上であるので、塩素浸出反応を促進でき、浸出反応効率を高くできる。
第４発明によれば、銅濃度が低く、浸出反応効率が低いニッケル・コバルト混合硫化物を効率よく塩素浸出できる。
第５発明によれば、前段浸出槽において、銅濃度が低い第２ニッケル硫化物に銅濃度が高い第１ニッケル硫化物を混合して塩素浸出するので、混合液の銅濃度が高くなり、塩素浸出反応を促進できる。また、前段浸出槽には、浸出反応効率が高い第１ニッケル硫化物の一部のみが供給されるので、浸出反応効率が低い第２ニッケル硫化物の塩素浸出反応に塩素を寄与させることができる。しかも、前段浸出槽への供給量を低減できるので、前段浸出槽での滞留時間が長くなり、浸出反応効率が低い第２ニッケル硫化物の浸出時間を長くすることができる。その結果、銅濃度が低く、浸出反応効率が低い第２ニッケル硫化物を効率よく塩素浸出できる。
第６発明によれば、複数の前段浸出槽を備えるので、各前段浸出槽への供給量を低減でき、前段浸出槽での滞留時間が長くなり、浸出反応効率が低い第２ニッケル硫化物の浸出時間をより長くすることができる。
第７発明によれば、混合液の銅濃度が30g/L以上であるので、塩素浸出反応を促進でき、浸出反応効率を高くできる。
第８発明によれば、銅濃度が低く、浸出反応効率が低いニッケル・コバルト混合硫化物を効率よく塩素浸出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る塩素浸出設備の説明図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る塩素浸出設備の説明図である。
【図３】浸出液の銅濃度に対する浸出残渣中のニッケル残分を示すグラフである。
【図４】滞留時間に対する浸出残渣中のニッケル残分を示すグラフである。
【図５】湿式製錬プロセスの全体工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明に係るニッケル硫化物の塩素浸出設備および塩素浸出方法は、ニッケル硫化物を塩素浸出する工程であれば、いかなる工程にも適用できる。
【００１６】
また、原料としては、性質の異なる少なくとも２種類のニッケル硫化物が用いられる。説明の便宜のため、一方のニッケル硫化物を第１ニッケル硫化物、他方のニッケル硫化物を第２ニッケル硫化物と称する。第２ニッケル硫化物は、第１ニッケル硫化物に比べて銅濃度が低く、かつ、浸出反応効率が低いという性質を有する。
【００１７】
以下では、ニッケル硫化物を原料とした湿式製錬プロセスの塩素浸出工程に本発明を適用した場合を例に説明する。湿式製錬プロセスの全体工程は従来と同様であるので説明を省略する（図５参照）。また、第１ニッケル硫化物がセメンテーション残渣であり、第２ニッケル硫化物がニッケル・コバルト混合硫化物であるとして説明する。
【００１８】
ここで、セメンテーション残渣は、ニッケルマット中のニッケルメタルを銅イオンと置換させるセメンテーション工程から得られる。セメンテーション残渣には、Ni3S2、NiS、Cu2S等の形態でニッケルおよび銅が含有されている。セメンテーション残渣の代表的な組成は、ニッケル品位が２５〜３５質量％、銅品位が２２〜２８質量％。硫黄品位が３０〜３６質量％である。
【００１９】
ニッケル・コバルト混合硫化物は、低品位ラテライト鉱を硫酸浸出し、浸出液中のニッケルとコバルトを硫化物として回収して得られる。ニッケル・コバルト混合硫化物には、NiS、Ni3S4等の形態でニッケルが含有されている。なお、主成分がNiSであり、一部がNi3S4である。ニッケル・コバルト混合硫化物の代表的な組成は、ニッケル品位が５０〜６０質量％、コバルト品位が４．２〜４．８質量％、銅品位が０．１質量％以下、硫黄品位が３０〜３６質量％である。
【００２０】
（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る塩素浸出設備Ａは、直列に接続された４つの浸出槽１、２、３、４を備えている。説明の便宜のため、先頭段を第１浸出槽１、第２段を第２浸出槽２、第３段を第３浸出槽３、最終段を第４浸出槽４と称する。第１浸出槽１からの排出液は第２浸出槽２に供給され、第２浸出槽２からの排出液は第３浸出槽３に供給され、第３浸出槽３からの排出液は第４浸出槽４に供給され、第４浸出槽４からは塩素浸出反応後の終液が排出される。なお、第１浸出槽１および第２浸出槽２が、それぞれ特許請求の範囲に記載の「前段浸出槽」および「後段浸出槽」に相当する。
【００２１】
各浸出槽１、２、３、４には、塩素浸反応に必要な設備が備えられている。例えば、反応液を撹拌するための撹拌機と、反応液に塩素ガスを吹き込むための塩素ガス吹込管等が備えられている。
【００２２】
各浸出槽１、２、３、４の容積は特に限定されないが、本実施形態ではいずれも60m3であるとして説明する。また、セメンテーション残渣（ＣＭＲ）およびニッケル・コバルト混合硫化物（ＭＳ）の塩素浸出工程への全供給量は特に限定されないが、本実施形態ではいずれも200L/分であるとして説明する。なお、セメンテーション残渣およびニッケル・コバルト混合硫化物は、それぞれスラリー状に調整された上で、塩素浸出工程に供給される。
【００２３】
先頭段の第１浸出槽１には、セメンテーション残渣（ＣＭＲ）の全供給量の一部（50L/分）と、ニッケル・コバルト混合硫化物（ＭＳ）の全量（200L/分）とが供給されている。第１浸出槽１内では、これらの混合液を撹拌しつつ塩素ガスを吹き込むことで塩素浸出が行われる。第１浸出槽１の容積が60m3であり、合計供給量が250L/分であることから、第１浸出槽１における滞留時間は4.0時間となる。
【００２４】
ここで、第１浸出槽１に供給されるセメンテーション残渣とニッケル・コバルト混合硫化物の混合割合は、上記のように１：４に限定されない。セメンテーション残渣により、前記化１〜３に示す塩素浸出反応において、塩素ガスの吸収に必要な最低限の銅量を供給できればよい。具体的には、セメンテーション残渣とニッケル・コバルト混合硫化物の混合割合は、混合液の銅濃度が30g/L以上となるように調整することが好ましい。混合液の銅濃度を30g/L以上とすることで、塩素浸出反応を促進でき、浸出反応効率を高くできるからである。
【００２５】
次段の第２浸出槽２には、第１浸出槽１から排出された排出液（250L/分）と、セメンテーション残渣（ＣＭＲ）の全供給量の残部（150L/分）とが供給されている。第２浸出槽２内では、これらの混合液を撹拌しつつ塩素ガスを吹き込むことで塩素浸出が行われる。第２浸出槽２の容積が60m3であり、合計供給量が400L/分であることから、第２浸出槽２における滞留時間は2.5時間となる。
【００２６】
次段の第３浸出槽３には、第２浸出槽２から排出された排出液（400L/分）が供給されている。第３浸出槽３内では、反応液を撹拌しつつ塩素ガスを吹き込むことで塩素浸出が行われる。第３浸出槽３の容積が60m3であり、供給量が400L/分であることから、第３浸出槽３における滞留時間は2.5時間となる。
【００２７】
最終段の第４浸出槽４には、第３浸出槽３から排出された排出液（400L/分）が供給されている。第４浸出槽４内では、反応液を撹拌しつつ塩素ガスを吹き込むことでさらに塩素浸出が行われる。第４浸出槽４の容積が60m3であり、供給量が400L/分であることから、第４浸出槽４における滞留時間は2.5時間となる。
【００２８】
以上のように、先頭段の第１浸出槽１において、銅濃度が低いニッケル・コバルト混合硫化物に銅濃度が高いセメンテーション残渣を混合して塩素浸出するので、混合液の銅濃度が高くなり、塩素ガスの液相への吸収量が増加することから、塩素浸出反応を促進できる。
【００２９】
また、先頭段の第１浸出槽１には、浸出反応効率が高いセメンテーション残渣の一部のみが供給されるので、セメンテーション残渣が優先的に塩素ガスを消費する効果を抑制でき、浸出反応効率が低いニッケル・コバルト混合硫化物の塩素浸出反応に塩素を寄与させることができる。
【００３０】
さらに、セメンテーション残渣の一部のみを第１浸出槽１に供給することにより、第１浸出槽１への供給量を低減できることから、第１浸出槽１における滞留時間を長くできる。そのため、浸出反応効率が低いニッケル・コバルト混合硫化物が先頭段の第１浸出槽１から最終段の第４浸出槽４まで通過するのに要する時間が11.5時間となり、浸出時間を長くすることができる。
【００３１】
上記の（１）銅濃度の上昇、（２）塩素の寄与、（３）浸出時間の長時間化により、銅濃度が低く、浸出反応効率が低いニッケル・コバルト混合硫化物を効率よく塩素浸出できる。
【００３２】
なお、本実施形態において、第１浸出槽１と第２浸出槽２との間に他の浸出槽が設けられてもよい。特許請求の範囲に記載の「前記前段浸出槽から排出された排出液と前記第１ニッケル硫化物の残部とが供給され、その混合液を塩素浸出する後段浸出槽」および「前記前段浸出槽から排出された排出液と前記第１ニッケル硫化物の残部とを後段浸出槽に供給して」とは、前段浸出槽（第１浸出槽１）からの排出液が後段浸出槽（第２浸出槽２）に直接供給される場合の他、前段浸出槽（第１浸出槽１）からの排出液が他の浸出槽を介して後段浸出槽（第２浸出槽２）に間接的に供給される場合も含まれる概念である。
【００３３】
また、本実施形態では、浸出槽の数が４槽であるが、前段浸出槽と後段浸出槽を含む２槽以上であればよく、浸出槽の数は特に限定されない。
【００３４】
（第２実施形態）
図２に示すように、本発明の第２実施形態に係る塩素浸出設備Ｂは、第１実施形態の塩素浸出設備Ａにおいて、第１浸出槽１および第２浸出槽２を並列に設けて、先頭段の浸出槽を２槽とした形態である。第１浸出槽１および第２浸出槽２からの排出液はともに第３浸出槽３に供給され、第３浸出槽３からの排出液は第４浸出槽４に供給され、第４浸出槽４からは塩素浸出反応後の終液が排出される。なお、第１浸出槽１および第２浸出槽２が特許請求の範囲に記載の「前段浸出槽」に相当し、第３浸出槽３が特許請求の範囲に記載の「後段浸出槽」に相当する。
【００３５】
本実施形態においても、各浸出槽１、２、３、４の容積はいずれも60m3であるとして説明する。また、セメンテーション残渣（ＣＭＲ）およびニッケル・コバルト混合硫化物（ＭＳ）の塩素浸出工程への全供給量はいずれも200L/分であるとして説明する。
【００３６】
第２実施形態では、第１実施形態の塩素浸出設備Ａにおいて、先頭段の第１浸出槽１に供給していたセメンテーション残渣の一部とニッケル・コバルト混合硫化物とを、それぞれ二分して、２槽の前段浸出槽（第１浸出槽１および第２浸出槽２）に供給する。
【００３７】
一方の先頭段の第１浸出槽１には、セメンテーション残渣（ＣＭＲ）の全供給量の一部（25L/分）と、ニッケル・コバルト混合硫化物（ＭＳ）の全供給量の一部（100L/分）とが供給されている。第１浸出槽１内では、これらの混合液を撹拌しつつ塩素ガスを吹き込むことで塩素浸出が行われる。第１浸出槽１の容積が60m3であり、合計供給量が125L/分であることから、第１浸出槽１における滞留時間は8.0時間となる。
【００３８】
また、他方の先頭段である第２浸出槽２には、セメンテーション残渣（ＣＭＲ）の全供給量の他の一部（25L/分）と、ニッケル・コバルト混合硫化物（ＭＳ）の全供給量の残部（100L/分）とが供給されている。第２浸出槽２内では、これらの混合液を撹拌しつつ塩素ガスを吹き込むことで塩素浸出が行われる。第２浸出槽２の容積が60m3であり、合計供給量が125L/分であることから、第２浸出槽２における滞留時間は8.0時間となる。
【００３９】
ここで、第１浸出槽１および第２浸出槽２に供給されるセメンテーション残渣とニッケル・コバルト混合硫化物の混合割合は、上記のように１：４に限定されない。セメンテーション残渣により、前記化１〜３に示す塩素浸出反応において、塩素ガスの吸収に必要な最低限の銅量を供給できればよい。具体的には、セメンテーション残渣とニッケル・コバルト混合硫化物の混合割合は、混合液の銅濃度が30g/L以上となるように調整することが好ましい。混合液の銅濃度を30g/L以上とすることで、塩素浸出反応を促進でき、浸出反応効率を高くできるからである。
【００４０】
次段の第３浸出槽３には、第１浸出槽１から排出された排出液（125L/分）と、第２浸出槽２から排出された排出液（125L/分）と、セメンテーション残渣（ＣＭＲ）の全供給量の残部（150L/分）とが供給されている。第３浸出槽３内では、これらの混合液を撹拌しつつ塩素ガスを吹き込むことで塩素浸出が行われる。第３浸出槽３の容積が60m3であり、合計供給量が400L/分であることから、第３浸出槽３における滞留時間は2.5時間となる。
【００４１】
最終段の第４浸出槽４には、第３浸出槽３から排出された排出液（400L/分）が供給されている。第４浸出槽４内では、この反応液を撹拌しつつ塩素ガスを吹き込むことでさらに塩素浸出が行われる。第４浸出槽４の容積が60m3であり、供給量が400L/分であることから、第４浸出槽４における滞留時間は2.5時間となる。
【００４２】
以上のように、先頭段の第１浸出槽１および第２浸出槽２において、銅濃度が低いニッケル・コバルト混合硫化物に銅濃度が高いセメンテーション残渣を混合して塩素浸出するので、混合液の銅濃度が高くなり、塩素ガスの液相への吸収量が増加することから、塩素浸出反応を促進できる。
【００４３】
また、先頭段の第１浸出槽１および第２浸出槽２には、浸出反応効率が高いセメンテーション残渣の一部のみが供給されるので、セメンテーション残渣が優先的に塩素ガスを消費する効果を抑制でき、浸出反応効率が低いニッケル・コバルト混合硫化物の塩素浸出反応に塩素を寄与させることができる。
【００４４】
さらに、先頭段の浸出槽として２つの浸出槽（第１浸出槽１および第２浸出槽２）が設けられるので、第１浸出槽および第２浸出槽への供給量を低減でき、第１浸出槽および第２浸出槽における滞留時間を長くできる。第１実施形態の場合と合計処理量は同じであっても、先頭段の滞留時間は8.0時間と２倍にすることができる。そして、ニッケル・コバルト混合硫化物が先頭段の第１浸出槽１または第２浸出槽２から最終段の第４浸出槽４まで通過するのに要する時間が13時間となり、浸出時間を長くすることができる。そのため、浸出反応効率が低いニッケル・コバルト混合硫化物の浸出時間をより長くすることができる。
【００４５】
塩素浸出反応は液温が100℃以上になることに加え、塩酸強酸性の腐食雰囲気であるため、浸出槽には耐熱耐蝕レンガやチタン材を用いる必要があり、設備コストが高い。本実施形態の方法であれば、浸出槽の数の増やすことなく、浸出時間を長くすることができるため、追加の設備投資を行う必要がない。
【００４６】
上記の（１）銅濃度の上昇、（２）塩素の寄与、（３）浸出時間の長時間化により、銅濃度が低く、浸出反応効率が低いニッケル・コバルト混合硫化物を効率よく塩素浸出できる。
【００４７】
なお、先頭段の浸出槽を複数設ければよく、２槽に限られず、３槽以上でもよい。先頭段の浸出槽の数を多くするほど、先頭段における浸出時間を長時間にすることができる。
【００４８】
また、第１浸出槽１または第２浸出槽２と第３浸出槽３との間に他の浸出槽が設けられてもよい。特許請求の範囲に記載の「前記複数の前段浸出槽から排出された排出液と前記第１ニッケル硫化物の残部とが、前記後段浸出槽に供給される」および「前記複数の前段浸出槽から排出された排出液と前記第１ニッケル硫化物の残部とを後段浸出槽に供給して」とは、複数の前段浸出槽（第１浸出槽１および第２浸出槽２）からの排出液が後段浸出槽（第３浸出槽３）に直接供給される場合の他、複数の前段浸出槽（第１浸出槽１および第２浸出槽２）からの排出液が他の浸出槽を介して後段浸出槽（第３浸出槽３）に間接的に供給される場合も含まれる概念である。
【００４９】
また、本実施形態では、浸出槽の数が４槽であるが、２槽以上の前段浸出槽と後段浸出槽とを含む３槽以上であればよく、浸出槽の数は特に限定されない。
【実施例】
【００５０】
＜銅濃度＞
ニッケル硫化物を原料とした湿式製錬プロセスの塩素浸出工程において、得られた浸出液の銅濃度と、浸出残渣中のニッケル残分とを測定した。その結果を図３に示す。図３より、銅濃度が30g/L未満となるとニッケル残分が急激に上昇することが分かる。これより、塩素浸出工程の反応液の銅濃度を30g/L以上に調整することで、浸出反応効率を高くできることが確認された。
【００５１】
＜滞留時間＞
（実施例１）
第１実施形態と同様に、４槽の浸出槽を直列に接続した塩素浸出設備を用いて操業を行った。なお、各浸出槽の容積、ならびにセメンテーション残渣およびニッケル・コバルト混合硫化物の供給量は第１実施形態と異なる。
【００５２】
図４に、各浸出槽における滞留時間（先頭段からの積算時間）と各浸出槽から排出された排出液の浸出残渣中のニッケル残分との関係を示す。先頭段から最終段までの滞留時間は約７時間であり、得られた浸出残渣中のニッケル残分は約１０％と低い値であることが確認された。
【００５３】
（実施例２）
第２実施形態と同様に、先頭段の浸出槽を２槽とした塩素浸出設備を用いて操業を行った。なお、各浸出槽の容積、ならびにセメンテーション残渣およびニッケル・コバルト混合硫化物の供給量は第２実施形態と異なる。
【００５４】
図４に、各浸出槽における滞留時間（先頭段からの積算時間）と各浸出槽から排出されたスラリーの浸出残渣中のニッケル残分との関係を示す。先頭段から最終段までの滞留時間は約８時間であり、得られた浸出残渣中のニッケル残分は約５％と低い値であることが確認された。
【００５５】
４槽全てを直列に接続した実施例１に比べて、先頭段を並列にした実施例２の方が、先頭段の浸出槽の滞留時間が長くなり、全体の浸出時間も長くなる。その結果、浸出残渣中のニッケル残分が少なくなり、効率よく塩素浸出できることが確認された。
【符号の説明】
【００５６】
Ａ、Ｂ  塩素浸出設備
１  第１浸出槽
２  第２浸出槽
３  第３浸出槽
４  第４浸出槽
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図３】
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【図４】
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