(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅電解の浄液電解工程から供出された液を受容し、液中燃焼炎で加熱・蒸発させることにより濃縮する第１の容器と、該第１の容器との液循環下で底部から液を抜出される第２の容器とを有する液中燃焼装置であって、前記容器の外殻をフッ素樹脂ライニングで内張りしてなり、かつ、第１の容器および／または第２の容器に巻付き、液入口が浄液電解工程の液供出口に接続し、液出口が第１の容器の液受容口に接続したフッ素樹脂製チューブを有することを特徴とする液中燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液中燃焼装置に関し、とくに銅電解液を浄液電解した液からNiを回収するに先立って電解液の濃縮を行う液中燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は液中燃焼装置の従来例を示す側断面模式図である。この装置は、銅電解の浄液電解工程から供出された、Cu濃度１g/L 程度以下、硫酸濃度250g/L程度、Ni濃度15g/L 程度の水溶液からなる液10を、液受容口1Aから10〜25L/min 受容し、液中燃焼機器３からの液中燃焼炎3Aで135 〜160 ℃に加熱して蒸発させることにより、Ni濃度で４倍程度に濃縮する第１の容器（濃縮缶）１と、第１の容器１との液循環下で底部から液を抜出される第２の容器（セットラー）２とを有する。
【０００３】
液中燃焼機器３は、エア13と燃料（灯油等）14を混合し点火燃料（ＬＰＧ等）12で点火して液中燃焼炎3Aを生成する。蒸発により生成した排ガス11は、気液分離室５を経て、希硫酸スクラバーからサイクロンへと送られる。
第１、第２の容器 1、２間の液循環は、エアリフト管６およびオーバーフロー管７を介して行われる。第１の容器１の内圧は一定かつ均一に制御されており、この内圧により第１の容器１内の液はエアリフト管６内に押し上げられて第２の容器２内に流れ込み、第２の容器２内に流れ込んだ液の過剰分はオーバーフロー管７から第１の容器１に戻される。
【０００４】
第２の容器２内に貯まった約130 〜150 ℃程度の濃縮液は、該容器の底部から抜出管８を介して所定量抜出されて冷却槽４に供給される。冷却槽４では、供給された濃縮液をインペラ９で攪拌しながら約40〜60℃程度に冷却し、濃縮液中のNiを粗硫酸ニッケルとして晶出させ、この晶出液15を、図示しない遠心分離機にかけて固液分離することにより、粗硫酸ニッケル結晶を回収する。この際、冷却槽にて冷却を強化することにより、粗硫酸ニッケルの晶出を増加させることが可能である。
【０００５】
第１の容器は、外殻20が板厚８〜20mm程度のSUS304鋼板で構成され、その内面に、鉛ライニング21を介して耐酸レンガ22にて厚さ150 〜250 mm程度の内張りがなされている。第２の容器は、外殻20が板厚５〜15mm程度のSUS304鋼板で構成され、その内面に、鉛ライニング21を介して耐酸レンガ22にて厚さ80〜200 mm程度の内張りがなされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の液中燃焼装置では、上記のように第１、第２の容器の内張りに耐酸レンガを使用している。しかし、耐酸レンガとはいうものの、処理中の液が高温・強酸になる所為か、レンガの劣化が思いのほか激しく、液の浸透によるレンガの腐食・脱落や外壁板の腐食の進行が早くて修繕周期が短いという問題があった。また、この腐食によるレンガの脱落物や澱物が、第１、 第２の容器に接続する各種配管に付着して詰まりを生じ、生産性、作業性を悪くするという問題があった。
【０００７】
本発明は、この問題を解決し、銅電解の浄液電解工程から受容して濃縮した液で腐食され難く、生産性、 作業性に優れる液中燃焼装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、銅電解の浄液電解工程から供出された液を受容し、液中燃焼炎で加熱・蒸発させることにより濃縮する第１の容器と、該第１の容器との液循環下で底部から液を抜出される第２の容器とを有する液中燃焼装置であって、前記容器の外殻をフッ素樹脂ライニングで内張りしてなり、かつ、第１の容器および／または第２の容器に巻付き、液入口が浄液電解工程の液供出口に接続し、液出口が第１の容器の液受容口に接続したフッ素樹脂製チューブを有することを特徴とする液中燃焼装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、参考発明の例を示す側断面模式図である。図１において、23はフッ素樹脂ライニングであり、図３と同一または相当部材には同じ符号を付し説明を省略する。図１に示すように、参考発明の液中燃焼装置は、第１、 第２の容器１、２の内張りを従来の鉛ライニング＋耐酸レンガに代えてフッ素樹脂ライニング23とした。このようにしたのは、本発明者らの鋭意検討・実験により、フッ素樹脂ライニングは、銅電解の浄液電解工程から供出された液を受容し液中燃焼炎で加熱・蒸発させることにより濃縮した液に対する腐食抵抗が大きく、劣化し難いことがわかったからである。
【００１０】
これにより、次のような多くの利点が獲得される。
(1) 容器内で耐酸レンガを一切使わないから、レンガの脱落や澱物の付着による配管の詰まりは発生しなくなり、生産性、作業性が向上する。
(2) フッ素樹脂ライニングは耐酸レンガよりも表面が平滑であるから、定期洗浄が容易化し、作業時間が短縮し、作業性も向上する。
(3) 従来の鉛ライニング＋耐酸レンガでは、200mm 程度の厚みを必要とした（それでもまだ上記のような問題があった）のに対し、フッ素樹脂ライニングでは２mm程度の厚みで十分に外殻を保護し得る。よって、内張り厚みの大幅減となって容器もコンパクトにすることができ、 設置スペースを抑えることができる。
(4) 耐酸レンガでは、どこかの箇所が損傷した場合、液の浸透により損傷箇所の周囲も劣化していて補修時に２次損傷が起こるため、部分補修では対応できず全面補修を余儀なくされる。これに対し、フッ素樹脂ライニングでは、液が浸透し難いので、損傷した場合の部分補修が可能である。
【００１１】
本発明では、図２に例として示すように、参考発明に加えてさらに、第２の容器２に巻付き、液入口30A が浄液電解工程の液供出口に接続し、液出口30B が第１の容器１の液受容口1Aに接続したフッ素樹脂製チューブ30を有する。これにより、第２の容器２の放散熱を利用して、第１の容器１に受容される前の液を予熱することができ、液中燃焼炎の火力を下げても同等の蒸発効率を維持できるから、液中燃焼機器３への灯油14の供給量を節減することができる。また、液を通すチューブをフッ素樹脂製チューブとしたので、液に対する腐食抵抗が大きく、澱物で詰まることがなく、交換周期を長くとることができる。
【００１２】
なお、このフッ素樹脂製チューブは、第２の容器の代わりに第１の容器に巻き付けてもよく、また、第１、 第２の容器の両方に巻き付けてもよい。
【００１３】
【実施例】
銅電解における浄液電解後の液（Cu：1.0g/L以下、Ni:12.4g/L、H2SO4 ：273g/Lの水溶液）からNiを回収する工程では、従来、図３に示した液中燃焼装置を用いていた。この装置は受容液量＝約550L/h、液中燃焼炎による加熱温度＝約145 ℃、濃縮液量＝約140L/hで操業される。濃縮缶（第１の容器）とセットラー（第２の容器）は、外殻を板厚12mm（セットラーでは板厚９mm）のSUS304鋼板で構成し、内張りには鉛ライニング＋耐酸レンガを厚さ200mm （セットラーでは厚さ120mm ）に施工して用いていたが、上述したような問題があった。
【００１４】
そこで、参考発明に従い、図１に示したように、濃縮缶とセットラーの内張りを、厚み２mmのテフロンライニングに変更した。なお、テフロンはテトラフルオロエチレンC2F4の重合体（フッ素樹脂の１種；本来は商品名）である。その結果、配管の詰まりがほとんどなくなり、容器内補修周期も従来の約２倍に延びた。そこで、さらに本発明に従い、図２に示したように、テフロン製チューブをセットラーに巻きつけ、これに液を通した後に濃縮缶に導入するようにした。その結果、液が有効に予熱され、灯油の毎時使用量が減少し、灯油１L あたりのNi回収量を従来の1186.6kgから1554.8kgへと約31％増量できた。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、銅電解における浄液電解後の液からNiを回収する工程の作業性、生産性が格段に向上するという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考発明の例を示す側断面模式図である。
【図２】  本発明の例を示す側断面模式図である。
【図３】  従来例を示す側断面模式図である。
【符号の説明】
１ 第１の容器（濃縮缶）
1A 液受容口
２ 第２の容器（セットラー）
３ 液中燃焼機器
3A 液中燃焼炎
５ 気液分離室
６ エアリフト管
７ オーバーフロー管
８ 抜出管
９ インペラ
10 液
11 排ガス
12 点火燃料（ＬＰＧ等）
13 エア
14 燃料（灯油等）
15 晶出液
20 外殻
21 鉛ライニング
22 耐酸レンガ
23 フッ素樹脂ライニング
30 フッ素樹脂製チューブ
30A 液入口
30B 液出口
【図１】
0003881254.tif 000002
【図２】
0003881254.tif 000003
【図３】
0003881254.tif 000004