JP7589632B2 - Reaction vessel - Google Patents
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Description
本発明は、例えば高温高圧下での酸による浸出処理に用いられる反応容器に関する。 The present invention relates to a reaction vessel used, for example, in acid leaching treatment under high temperature and pressure.
High Pressure Acid Leaching(以下、「HPAL」と称す)プロセスによるニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法では、低品位ニッケル鉱石をスラリー化し、その鉱石スラリーに高温高圧下で硫酸を添加することにより、ニッケルやコバルト等の有価金属を浸出している(浸出工程)。得られる浸出液には、鉄等の不純物が含まれているため、中和工程にて浸出液のpH調整を行って不純物成分を固液分離している。その後、浸出液中のニッケルやコバルトをH2Sガス等の硫化剤と反応させて硫化物として回収する(硫化工程)。また、有価金属を回収した後の液については、不純物を除去できるpHになるまで中和し、テーリングダムへ送液している(最終中和工程)。 In the wet smelting method of nickel oxide ore by the High Pressure Acid Leaching (hereinafter referred to as "HPAL") process, low-grade nickel ore is slurried, and sulfuric acid is added to the ore slurry under high temperature and pressure to leach valuable metals such as nickel and cobalt (leaching process). Since the obtained leachate contains impurities such as iron, the pH of the leachate is adjusted in a neutralization process to separate the impurity components into solid and liquid. Then, nickel and cobalt in the leachate are reacted with a sulfurizing agent such as H2S gas to recover them as sulfides (sulfurization process). In addition, the liquid after recovering the valuable metals is neutralized until the pH reaches a level at which impurities can be removed, and is sent to a tailings dam (final neutralization process).
HPALプロセスでの主要反応となる浸出工程での高圧硫酸浸出反応では、オートクレーブを用いて鉱石スラリーと硫酸とを高温高圧下で反応させ、ニッケルやコバルトを浸出させた浸出液を生成する。 In the high-pressure sulfuric acid leaching reaction, which is the main reaction in the leaching process of the HPAL process, an autoclave is used to react the ore slurry with sulfuric acid under high temperature and pressure to produce a leachate that has leached nickel and cobalt.
浸出反応に使用するオートクレーブの内部の壁面(内壁)は、一般的に、Ti(チタン)を含む材質で構成されている。オートクレーブ内では、上述したように高温高圧下で硫酸による浸出反応を生じさせることから、耐腐食性を有する材質により構成する必要がある。中でも特に、Tiにより内壁を構成することで、耐腐食性を高めることができる(例えば、特許文献1参照)。 The inner wall surface (inner wall) of the autoclave used in the leaching reaction is generally made of a material containing Ti (titanium). As described above, the leaching reaction using sulfuric acid occurs under high temperature and pressure inside the autoclave, so it needs to be made of a material that is corrosion-resistant. In particular, by making the inner wall out of Ti, corrosion resistance can be increased (for example, see Patent Document 1).
また、オートクレーブ装置においては、内部での反応を促進するため、各室(各区画室)に撹拌装置及び邪魔板が設置されており、装置内で効率的に溶液の撹拌、混合が行われるようになっている。 In addition, in an autoclave, a stirrer and baffle plates are installed in each chamber (each compartment) to promote reactions inside the device, allowing the solution to be stirred and mixed efficiently within the device.
さて、オートクレーブ内では、上述したような撹拌装置により撹拌効果に基づいて浸出反応が促進されるが、得られる浸出液中に鉄等の不純物が含まれているため、流動に合わせて移動することでオートクレーブ装置の内面を摩耗させることがある。また、オートクレーブは、Tiを含むクラッド鋼で構成されることが多く、Ti部において摩耗により損傷が生じると、浸出反応により生成したスラリー液が鋼部にまで到達し、そこから腐食が一気に進行して、オートクレーブの缶体に大きな損傷を与える可能性がある。また、このような摩耗の発生により、内壁の補修などのメンテナンスや交換等の作業が必要となり、効率的な処理を行うことが困難となる。 Inside the autoclave, the leaching reaction is promoted by the stirring effect of the stirring device described above, but the resulting leachate contains impurities such as iron, and as it moves with the flow, it can wear away the inner surface of the autoclave. Furthermore, autoclaves are often made of clad steel containing Ti, and if wear damage occurs in the Ti parts, the slurry liquid produced by the leaching reaction can reach the steel parts, causing rapid corrosion and potentially causing serious damage to the autoclave body. Furthermore, this type of wear requires maintenance such as repairs and replacement of the inner walls, making it difficult to carry out efficient processing.
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、例えば高温高圧下での酸による浸出処理に用いられる反応容器において、腐食を効果的に抑えることができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in light of these circumstances, and aims to provide a technology that can effectively suppress corrosion, for example, in reaction vessels used for acid leaching treatment under high temperature and pressure.
本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、反応容器において撹拌装置の下方の内壁に、摩耗防止板を接合させて設けることで、腐食を効果的に抑えることができることを見出した。また、その摩耗防止板の材質を、オートクレーブ装置の内壁を構成する材質(チタン材)との関係で特定のものとすることで、いわゆる隙間腐食についても効果的に抑えることができることを見出した。 The inventors of the present invention have conducted extensive research to solve the above-mentioned problems. As a result, they have discovered that corrosion can be effectively suppressed by attaching an anti-wear plate to the inner wall below the agitator in the reaction vessel. They have also discovered that so-called crevice corrosion can be effectively suppressed by specifying the material of the anti-wear plate in relation to the material (titanium material) that constitutes the inner wall of the autoclave.
(1)本発明の第1の発明は、金属原料のスラリーが装入され、高温高圧下において硫酸の添加により該金属原料に含まれる金属を浸出する浸出処理が施される反応容器であって、少なくともその内部の壁面がチタン材により構成され、撹拌軸と、撹拌羽根とを有する撹拌装置が備えられており、前記撹拌装置の下方の内壁に、摩耗防止板が接合されている、反応容器である。 (1) The first aspect of the present invention is a reaction vessel into which a slurry of a metal raw material is charged and into which a leaching process is carried out by adding sulfuric acid under high temperature and pressure to leach the metal contained in the metal raw material, the reaction vessel having at least its inner wall surface made of titanium material, a stirring device having a stirring shaft and a stirring blade, and a wear prevention plate attached to the inner wall below the stirring device.
(2)本発明の第2の発明は、第1の発明において、前記摩耗防止板は、チタン合金により形成されている、反応容器である。 (2) The second aspect of the present invention is a reaction vessel according to the first aspect, in which the wear protection plate is made of a titanium alloy.
(3)本発明の第3の発明は、第2の発明において、前記内部の壁面を構成する前記チタン材は、パラジウム(Pd)を所定の割合で含有してなるものであり、前記摩耗防止板を構成する前記チタン合金は、Pdを含まず、ニッケル(Ni)を所定の割合で含有するものである、反応容器である。 (3) The third invention of the present invention is a reaction vessel according to the second invention, in which the titanium material constituting the inner wall surface contains palladium (Pd) in a predetermined ratio, and the titanium alloy constituting the wear protection plate does not contain Pd but contains nickel (Ni) in a predetermined ratio.
(4)本発明の第4の発明は、第1乃至第3のいずれかの発明において、前記摩耗防止板は、5mm以上20mm以下の厚みを有する、反応容器である。 (4) The fourth aspect of the present invention is a reaction vessel according to any one of the first to third aspects, in which the wear protection plate has a thickness of 5 mm or more and 20 mm or less.
(5)本発明の第5の発明は、第1乃至第4のいずれかの発明において、前記金属原料は、ニッケル酸化鉱石であり、当該反応容器は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおいて前記ニッケル酸化鉱石のスラリーに対して硫酸を添加して高温高圧下で浸出処理を行う際に用いられるオートクレーブである、反応容器である。 (5) The fifth aspect of the present invention is any one of the first to fourth aspects, in which the metal raw material is nickel oxide ore, and the reaction vessel is an autoclave used in a hydrometallurgical process for nickel oxide ore, in which sulfuric acid is added to a slurry of the nickel oxide ore to perform a leaching process under high temperature and high pressure.
本発明によれば、例えば高温高圧下で酸による浸出処理が行われるような反応容器において、腐食を効果的に抑えることができる。 The present invention can effectively suppress corrosion in reaction vessels in which acid leaching is performed under high temperature and pressure, for example.
また、隙間腐食についても効果的に抑えることができる。 It can also effectively suppress crevice corrosion.
以下、本発明の具体的な実施形態(以下、「本実施の形態」という)について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更が可能である。 A specific embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as "the present embodiment") will be described in detail below. Note that the present invention is not limited to the following embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
≪1.反応容器(オートクレーブ装置)について≫
本実施の形態に係る反応容器は、金属原料のスラリーが装入され、高温高圧下において硫酸の添加によりその金属原料に含まれる金属を浸出する浸出処理が施される反応容器である。反応容器には、内部での反応効率を高める観点から、撹拌軸と、撹拌羽根とを有する撹拌装置が備えられている。
≪1. About the reaction vessel (autoclave device)≫
The reaction vessel according to the present embodiment is a reaction vessel into which a slurry of a metal raw material is charged and into which a leaching process is carried out to leach the metal contained in the metal raw material by adding sulfuric acid under high temperature and high pressure. The reaction vessel is equipped with a stirring device having a stirring shaft and a stirring blade from the viewpoint of increasing the efficiency of the reaction inside the reaction vessel.
具体的に、その反応容器としては、例えば、HPAL法に基づくニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおいて、ニッケル酸化鉱石のスラリー(鉱石スラリー)に対して、高温高圧下で硫酸によりニッケル及びコバルトを浸出させる浸出処理を行う際の反応容器、すなわちオートクレーブが挙げられる。 Specific examples of such reaction vessels include autoclaves, which are reaction vessels used in a leaching process in which nickel and cobalt are leached from a nickel oxide ore slurry (ore slurry) using sulfuric acid under high temperature and high pressure in a hydrometallurgical process for nickel oxide ore based on the HPAL method.
ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスでは、オートクレーブ内に鉱石スラリーが装入され、220℃~280℃程度の温度、3MPaG~6MPaG程度に加圧した条件下で、過剰量の硫酸を添加して、鉱石スラリーを撹拌しながら浸出処理が施される。また、浸出処理対象のニッケル酸化鉱石のスラリーには、10重量%~50重量%程度の割合で鉄が含まれている。したがって、オートクレーブ内での鉱石スラリーに対する浸出処理では、反応に伴って、オートクレーブの内部の壁面に摩耗を生じさせる。 In the hydrometallurgical process for nickel oxide ore, the ore slurry is loaded into an autoclave and leaching is carried out while stirring the ore slurry at a temperature of about 220°C to 280°C and a pressure of about 3 MPaG to 6 MPaG by adding an excess amount of sulfuric acid. The nickel oxide ore slurry to be leached contains about 10% to 50% by weight of iron. Therefore, the leaching process of the ore slurry in the autoclave causes wear on the inner wall of the autoclave as the reaction proceeds.
そこで、本実施の形態に係る反応容器では、少なくともその内部の壁面がチタン材により構成され、撹拌軸と撹拌羽根とを有する撹拌装置の下方の内壁に、摩耗防止板が接合されていることを特徴としている。 The reaction vessel according to this embodiment is characterized in that at least its inner wall surface is made of titanium material, and a wear protection plate is attached to the inner wall below the stirring device having a stirring shaft and stirring blades.
このような反応容器によれば、例えば高温加圧下で硫酸等の酸による浸出処理を施すような場合でも、特に撹拌装置の下方の位置における腐食を効果的に抑えることができる。これにより、装置の寿命を延ばし、操業効率を向上させることができる。 With such a reaction vessel, even when performing leaching treatment with an acid such as sulfuric acid under high temperature and pressure, corrosion can be effectively suppressed, especially below the stirring device. This can extend the life of the equipment and improve operating efficiency.
≪2.湿式製錬プロセスで用いられるオートクレーブ装置について≫
図1は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおける浸出処理に用いられるオートクレーブ装置の構成の一例を示す図である。以下、反応容器として、オートクレーブ装置を例示してより詳しく説明する。
≪2. Autoclave equipment used in hydrometallurgical processes≫
1 is a diagram showing an example of the configuration of an autoclave apparatus used in a leaching treatment in a hydrometallurgical process for nickel oxide ore. Hereinafter, a more detailed explanation will be given by taking an autoclave apparatus as an example of a reaction vessel.
オートクレーブ装置1では、加熱、加圧された原料スラリー(例えばニッケル酸化鉱石のスラリー)を収容し、硫酸等の酸を添加して撹拌することによって、高温高圧下でスラリー中の固形物に含まれる有価金属を高温加圧浸出する。
The
オートクレーブ装置1は、少なくとも、複数の区画室10と、各区画室10に設けられてスラリーを撹拌するための撹拌装置20と、を備えている。また、区画室10は、オートクレーブ装置1内に設けられた隔壁30によって複数に区画されている。なお、図1に示すオートクレーブ装置1の例では、4つの隔壁30(30A,30B,30C,30D)によって区画された5つの区画室10(10A,10B,10C,10D,10E)が設けられている。また、それぞれの区画室10A~10E内に、撹拌装置20(20A,20B,20C,20D,20E)が設けられている。なお、オートクレーブ装置における区画室の数は、原料や浸出条件等に応じて適宜設定することができるものである。
The
また、オートクレーブ装置1では、各区画室10において、撹拌装置20の下方の内壁に、摩耗防止板40(40A、40B、40C、40D、40E)が接合されて設けられている。
In addition, in the
また、オートクレーブ装置1では、その内部の壁面(内壁)がチタン材により構成されている。これにより、高温高圧下で硫酸による浸出処理を施すにあたり、装置の耐食性を高めることができる。そのチタン材としては、鉄等の不純物が0.35質量%以下の純チタンを用いてもよく、あるいはチタンと他の金属との合金を用いてもよい。中でも、白金族元素であるパラジウム(Pd)を所定の割合で含有するチタン合金であることが好ましい。特に、高耐食性と経済性を具備したASTM規格のASTM SB-265 Gr17(JIS規格:TP-240PdH)を使用することが好ましい。
The interior wall surface (inner wall) of the
なお、ASTM SB-265 Gr17は、成分組成として、パラジウム(Pd):0.04~0.08質量%、炭素(C):≦0.08質量%、鉄(Fe):≦0.20質量%、水素(H):≦0.015質量%、窒素(N):≦0.03質量%、酸素(O):≦0.18質量%を選択的に含有し、残部がチタン(Ti)及び不可避的不純物よりなる。 ASTM SB-265 Gr17 selectively contains the following composition: palladium (Pd): 0.04-0.08 mass%, carbon (C): ≦0.08 mass%, iron (Fe): ≦0.20 mass%, hydrogen (H): ≦0.015 mass%, nitrogen (N): ≦0.03 mass%, oxygen (O): ≦0.18 mass%, with the remainder being titanium (Ti) and unavoidable impurities.
(区画室)
区画室10は、オートクレーブ装置1において原料スラリーに対する浸出処理等の処理を施す反応場となる空間である。上述したように、オートクレーブ装置1では、隔壁30によって5つに区画された5つの区画室10A~10Eにより構成されている。
(Partitioned Room)
The
区画室10は、上流側(図1の左側)から順に、第1の区画室10A、第2の区画室10B・・・と続き、最下流側(図1の右側)が最終の第5の区画室10Eで構成されている。オートクレーブ装置1においては、最上流の第1の区画室10Aに原料スラリーが装入され、また第1の区画室10Aの上部から垂下された配管を介して硫酸等の溶液がスラリーに供給される。そして、第1の区画室10Aでは、後述する撹拌機20Aによる撹拌によって、スラリー中の固形物に含まれる有価金属が溶液中に浸出される。
The
第1の区画室10Aにおいては、スラリーに対する撹拌によって浸出処理が施されるとともに、そのスラリーの一部が第1の区画室10Aと第2の区画室10Bとを区画する隔壁30Aの上部をオーバーフローして、第2の区画室10Bへと移送される。第2の区画室10Bでは、第1の区画室10Aにおける処理と同様に、撹拌機20Bによる撹拌によって順次浸出処理が進行する。なお、第2の区画室10Bにおいても、その上部から配管を垂下させて、浸出に用いる硫酸等の溶液やスラリー等を供給することができる。
In the first compartment 10A, the slurry is stirred to carry out the leaching process, and part of the slurry overflows the top of the partition wall 30A that separates the first compartment 10A from the
以降順次、第3の区画室10C、第4の区画室10Dへとスラリーが主としてオーバーフローにより移送され、各区画室10において浸出処理が進行していく。そして、最下流の第5の区画室10Eにおいても同様にして、スラリーに対する浸出処理が施されると、その第5の区画室10Eに設けられた浸出液排出管(図示しない)を介して、有価金属が浸出されて得られた浸出液を含むスラリー(浸出スラリー)が排出される。
The slurry is then transferred primarily by overflow to the
(撹拌装置)
区画室10においては、上述したように、内部のスラリーを撹拌するための撹拌装置20が設けられている。撹拌装置20は、第1の区画室10A~第5の区画室10Eのそれぞれに設置されており、各区画室10の内部に装入、移送されたスラリーを撹拌する。
(Mixing device)
As described above, the
撹拌装置20としては、例えば図1に模式的に示すように、撹拌軸21と、複数の撹拌羽根22とを備えたものを用いることができる。撹拌装置20は、例えば、各区画室10の上部天井から垂下され、オートクレーブ装置1を上部から視たときに各区画室10の中央部分に撹拌軸が位置するように設けることができる。
As the
撹拌装置20は、例えば時計回りに所定の速度で撹拌軸21を回転させ、撹拌羽根22によってスラリーを撹拌する。このような撹拌装置20による撹拌によって、区画室10内のスラリーには所定の方向への液流が発生する。
The
(摩耗防止板)
摩耗防止板40は、オートクレーブ装置1の底部内壁の摩耗を防ぐための板材であり、装置を保護する目的で設けられている。オートクレーブ装置1において、摩耗防止板40は、撹拌装置20の下方の内壁に設けられている。
(Wear protection plate)
The
図2は、オートクレーブ装置1の長手方向(第1の区画室から第5の区画室へ向かう方向と同じ方向)に垂直な断面の図であり、摩耗防止板40の設置態様を説明するための図である。オートクレーブ装置1では、上述したように、各区画室10での反応促進のため撹拌装置20によるスラリーに対する撹拌、混合の操作が行われるが、その撹拌装置20により生み出される流動に合わせてスラリー(浸出液を含む)中の鉄等も移動する。特に、撹拌装置20の真下の部分においては、オートクレーブ装置1の底部内壁を這うようにして固形物が移動することで、その底部内壁の摩耗が進行する。また、撹拌装置20のフローパターンによって同じ部分が摩耗し、底面に粒子が移動する流れのパターンができ、それによって局所的な摩耗が発生し、摩耗がさらに促進される可能性がある。
Figure 2 is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction (the same direction from the first compartment to the fifth compartment) of the
したがって、図1、図2に示すように、オートクレーブ装置1では、摩耗防止板40が撹拌装置20の下方内壁に設けられている。このように、摩耗防止板40を設けてなる装置によれば、特に、撹拌装置20の下方に内壁における摩耗を効果的に防ぐことができる。これにより、オートクレーブ装置1の寿命を延ばし、操業効率を高めることができる。
Therefore, as shown in Figures 1 and 2, in the
摩耗防止板40の厚みは、特に限定されないが、5mm以上20mm以下であることが好ましい。厚みが5mm未満であると、摩耗防止板40それ自体が短期間で摩耗する可能性があり、取り換えの回数が増えるとともに、取り換え作業に伴い休転期間が長くなり、操業効率が低下する。また、オートクレーブ装置1は、一般的に長軸方向に垂直な断面が円形状の構造を有しているため(図2も参照)、摩耗防止板40の厚みが20mmを超える場合には、そのオートクレーブ装置1の内部の曲率に合わせるように成形することが困難になる。
The thickness of the
なお、摩耗防止板40の構成材料(材質)については、後で詳述する。
The materials used to make the
(その他の構成)
区画室10のうち第1の区画室10Aには、原料のスラリーを装入するための原料スラリー装入管(図示しない)が付設されており、その原料スラリー装入管を介して固形物を含むスラリーが装入される。
(Other configurations)
A raw material slurry charging pipe (not shown) for charging the raw material slurry is attached to the first compartment 10A of the
例えば、少なくともニッケルとコバルトとの混合硫化物を含む原料スラリーに対する浸出処理に当該オートクレーブ装置1を用いる場合、各区画室10内における、ニッケル硫化物やコバルト硫化物の浸出処理時の反応は、下記式(1)及び式(2)となる。
NiS+2O2→NiSO4 ・・・(i)
CoS+2O2→CoSO4 ・・・(ii)
For example, when the
NiS+ 2O2 → NiSO4 ...(i)
CoS+ 2O2 → CoSO4 ...(ii)
上記反応式に示すように、高温高圧下での浸出処理では、反応に必要なガス(O2ガス等)をスラリー中に供給したり、高温高圧状態を維持するために蒸気を供給するなど、区画室10には種々の供給配管等を付設するのが通例である。また、ニッケル及びコバルトの混合硫化物に対する浸出処理では、硫酸等の酸を供給して硫酸酸性の浸出液とすることから、硫酸を供給するための配管も当然に付設されることになる。また、濃度調節等の目的で水やスラリーを供給することもある。
As shown in the above reaction formula, in leaching treatment under high temperature and pressure, it is common to provide various supply pipes, etc., in the
≪3.摩耗防止板の材質について(隙間腐食への対応)≫
上述したように、オートクレーブ装置1には、撹拌装置20の下方の内壁の位置に摩耗防止板40が接合されて設けられている。このように摩耗防止板40を設けることで、撹拌によって流動するスラリー中の固形物による摩耗の進行を効果的に防ぐことができる。
≪3. Materials for wear prevention plates (countermeasures against crevice corrosion)≫
As described above, the
ところが、オートクレーブ装置1の内壁と摩耗防止板40との間に「隙間」が生じることがある。具体的に、摩耗防止板40は、図2に示すように、撹拌装置20の直下においてオートクレーブ装置1の内壁に重ねるように溶接して取り付けられるが、経年の運転によって摩耗防止板40それ自体の摩耗も発生し、その溶接部も摩耗することでクラックが生じる。クラックが生じると、スラリーや生成した浸出液がそのクラックを介してオートクレーブ装置1の内壁と摩耗防止板40との間に侵入し、その空間において部分的に、いわゆる「隙間腐食」が発生する。
However, a "gap" may occur between the inner wall of the
隙間腐食を抑制する方法として、隙間腐食の原因となる隙間を発生させないように装置の内壁厚みを増やすことも対策として考えられるが、摩耗自体を抑制することはできないためいずれ減肉し、また製作時の加工性の問題等が発生する可能性がある。また、摩耗防止板のシール性を高めて液の侵入を防ぐことによって隙間腐食を防止することも可能であるが、溶接線の肉盛補修等を実施する必要があり、整備期間が長くなり操業効率を低下させる可能性がある。 One possible method of preventing crevice corrosion is to increase the thickness of the equipment's inner walls to prevent the formation of gaps that cause crevice corrosion, but this does not prevent wear itself, and so the walls will eventually thin out, and there is also the possibility of problems with workability during manufacturing. It is also possible to prevent crevice corrosion by improving the sealing properties of the wear prevention plates to prevent liquid from entering, but this requires overlay repairs of the weld lines, which could extend the maintenance period and reduce operating efficiency.
そこで、本発明者は、摩耗防止板40の材質に関して、浸出スラリーや浸出液がオートクレーブ装置1の内壁と摩耗防止板40との隙間に侵入して隙間腐食が発生しても、摩耗防止板40側に選択的に腐食を発生させ、オートクレーブ装置1の内壁への腐食を抑える構造について検討した。
The inventor therefore investigated a structure for the material of the
上述したように、オートクレーブ装置1の内壁は、好ましくはPdを所定の割合で含むチタン材(チタン合金)により構成されている。そのチタン材により構成されるオートクレーブ装置1に対して、同等のグレードのチタン材により摩耗防止板を構成して接合させた場合、オートクレーブ装置1の内壁と摩耗防止板の両方に隙間腐食が発生する。これに対して、オートクレーブ装置1の内壁を構成するチタン材に比べ、耐食性の劣るグレードのチタンを含む材料(チタン合金)により構成される摩耗防止板を接合させることで、浸出スラリーや浸出液が隙間に進入して隙間腐食が発生した場合でも、耐食性の劣る摩耗防止板40の側に選択的に隙間腐食が発生するようになる。
As described above, the inner wall of the
すなわち、オートクレーブ装置1においては、内壁を構成するチタン材に比べて耐食性の劣るグレードのチタン合金、具体的には、Pdを含まず、ニッケル(Ni)を所定の割合で含むチタン合金により構成される摩耗防止板40を、オートクレーブ装置1の内壁に接合させる。これにより、隙間腐食が発生したとしても、その摩耗防止板40に選択的に発生するようになり、オートクレーブ装置1の内壁への腐食を抑制することができる。このような効果を奏する理由としては、Pdを含まずNiを所定の割合で含むチタン合金が、オートクレーブ装置1の内壁を構成するチタン合金と比較して、電気化学的に卑な材質であるため、いわゆる犠牲防食作用を発揮するためであると考えられる。
That is, in the
例えば、Pdを含まずNiを所定の割合で含むチタン合金としては、ASTM規格のASTM SB-265 Gr12を用いることができる。このようなチタン合金により摩耗防止板40を構成することで、高温高圧下において硫酸の添加により浸出処理が施されるにあたり、腐食環境に対してある程度の耐食性を有するとともに、機械特性に優れるため、優れた摩耗性を発揮する。また、Pdを含まないため、経済性にも優れる。
For example, ASTM SB-265 Gr12, which is an ASTM standard, can be used as a titanium alloy that does not contain Pd but contains a certain amount of Ni. By forming the
なお、ASTM SB-265 Gr12は、成分組成として、Pd:(-)、C:≦0.08質量%、Fe:≦0.30質量%、H:≦0.15質量%、N:≦0.03質量%、O:≦0.25質量%、Ni:0.6~0.9質量%を選択的に含有し、残部がTi及び不可避的不純物よりなる。 The composition of ASTM SB-265 Gr12 selectively contains Pd: (-), C: ≦0.08 mass%, Fe: ≦0.30 mass%, H: ≦0.15 mass%, N: ≦0.03 mass%, O: ≦0.25 mass%, Ni: 0.6 to 0.9 mass%, and the remainder is Ti and unavoidable impurities.
1 オートクレーブ装置
10,10A~10E 区画室
20,20A~20E 撹拌装置
21 撹拌軸
22 撹拌羽根
30,30A~30D 隔壁
40,40A~40E 摩耗防止板
Claims (4)
少なくともその内部の壁面がチタン材により構成され、
撹拌軸と、撹拌羽根とを有する撹拌装置が備えられており、
前記撹拌装置の下方の内壁に、摩耗防止板が接合されており、
前記摩耗防止板は、チタン合金により形成されている、
反応容器。 A reaction vessel into which a slurry of a metal raw material is charged and into which a leaching process is carried out by adding sulfuric acid under high temperature and high pressure to leach metals contained in the metal raw material,
At least the inner wall surface is made of titanium material,
The apparatus is provided with a stirring device having a stirring shaft and a stirring blade,
A wear prevention plate is attached to the inner wall of the lower part of the stirring device,
The wear protection plate is made of a titanium alloy.
Reaction vessel.
前記摩耗防止板を構成する前記チタン合金は、Pdを含まず、ニッケル(Ni)を所定の割合で含有するものである、
請求項1に記載の反応容器。 The titanium material constituting the inner wall surface contains palladium (Pd) at a predetermined ratio,
The titanium alloy constituting the wear protection plate does not contain Pd and contains nickel (Ni) in a predetermined ratio.
The reaction vessel of claim 1 .
請求項1又は2に記載の反応容器。 The wear protection plate has a thickness of 5 mm or more and 20 mm or less.
The reaction vessel according to claim 1 or 2 .
当該反応容器は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおいて前記ニッケル酸化鉱石のスラリーに対して硫酸を添加して高温高圧下で浸出処理を行う際に用いられるオートクレーブである、
請求項1乃至3のいずれかに記載の反応容器。 the metal source is nickel oxide ore;
The reaction vessel is an autoclave used in a hydrometallurgical process for nickel oxide ore, in which sulfuric acid is added to a slurry of the nickel oxide ore to perform a leaching treatment under high temperature and high pressure.
The reaction vessel according to any one of claims 1 to 3 .
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001272179A (en) | 2000-02-29 | 2001-10-05 | Voest Alpine Ind Anlagenbau Gmbh | Device and method for cooling granular substance |
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Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001272179A (en) | 2000-02-29 | 2001-10-05 | Voest Alpine Ind Anlagenbau Gmbh | Device and method for cooling granular substance |
| JP2004292901A (en) | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Dowa Mining Co Ltd | Leaching of zinc concentrate |
| JP2005087876A (en) | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Wear-resistant stirring blade |
| JP2010094646A (en) | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Paddle type stirring blade |
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