JP7687079B2 - Apparatus for distributing chromite-containing slurry and method for recovering chromite using the same - Google Patents
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Description
本発明は、ニッケル酸化鉱石からクロマイトを分離する複数基の分離装置に対して、粉砕したニッケル酸化鉱石に水を加えて調製した含クロマイトスラリーを分配して供給する分配装置及び該分配装置を用いたクロマイトの回収方法に関する。 The present invention relates to a distributor that distributes and supplies a chromite-containing slurry prepared by adding water to crushed nickel oxide ore to multiple separation devices that separate chromite from nickel oxide ore, and a method for recovering chromite using the distributor.
ニッケルの湿式製錬方法の原料に用いるニッケル酸化鉱石には、クロム元素を主成分とする鉱物であるクロマイトが含まれている。ニッケル酸化鉱石の中でクロマイト鉱石の形態で存在しているこのクロマイトは、他の鉱石成分に比べて真比重が高いうえ粒子径も大きいため、粉砕したニッケル酸化鉱石に水を加えて調製した鉱石スラリー中では、クロマイト鉱石は高い沈降特性を有している。 Nickel oxide ore, which is used as a raw material in nickel hydrometallurgy, contains chromite, a mineral whose main component is the element chromium. This chromite, which exists in the form of chromite ore within nickel oxide ore, has a higher true specific gravity and a larger particle size than other ore components, so that in the ore slurry prepared by adding water to crushed nickel oxide ore, the chromite ore has high settling properties.
また、クロマイトは研磨材などの用途で工業的に利用されていることからも分かるように、ニッケル酸化鉱石に含まれる他の鉱石成分に比べて硬度が高いため、ニッケルの湿式製錬プラントで処理する上記鉱石スラリーにクロマイトが含まれている場合は、機器や配管等の接液箇所が著しく摩耗することが懸念される。そのため、クロマイトを含んだ鉱石スラリーを取り扱う送液ポンプ、配管、バルブ等の機器において、該鉱石スラリーが接液する箇所にはコストのかかる摩耗対策を施す必要があった。 In addition, as can be seen from the fact that chromite is used industrially as an abrasive and the like, it is harder than other ore components contained in nickel oxide ore, so if chromite is contained in the ore slurry processed in a nickel hydrometallurgical plant, there is a concern that the parts of the equipment, piping, etc. that come into contact with the ore slurry will be significantly worn out. For this reason, it has been necessary to implement costly anti-wear measures at the parts of equipment that handles chromite-containing ore slurry, such as liquid delivery pumps, piping, and valves, that come into contact with the ore slurry.
そこで、ニッケルの湿式製錬方法の原料に用いるニッケル酸化鉱石にクロマイトが含まれる場合は、上流工程でクロマイトを分離して回収することが提案されている。例えば、特許文献1、2、及び3には、原料のニッケル酸化鉱石に硫酸を加えて高温高圧下で酸浸出処理を施す高圧酸浸出法(High Pressure Acid Leaching)において、該ニッケル酸化鉱石を粉砕した後に水を加えて調製した鉱石スラリーに対して上記酸浸出処理を施す前に、該鉱石スラリーを遠心力や比重差を利用した分級工程で処理することでクロマイトを分離して回収する技術が開示されている。
Therefore, when chromite is contained in nickel oxide ore used as a raw material in a nickel hydrometallurgy process, it has been proposed to separate and recover the chromite in an upstream process. For example,
上記の比重差を利用した分級工程では、鉱石スラリーを沈降槽に導入することで、真比重の高いクロマイトを該沈降槽内で重力沈降させて槽底部から回収すると共に、クロマイトよりも真比重の低い粒子を含んだスラリーを上澄み液としてオーバーフローさせることで槽上部の樋から回収することができる。しかしながら、かかる比重差を利用した分級装置は、市販されているものでは処理能力に限度があり、低品位のニッケル酸化鉱石を湿式製錬する場合のように、大量の鉱石スラリーを連続的に処理する場合は、1基だけの分級装置だけでは足りない場合があった。この場合は、並列に設けた複数基の分級装置に対して、上記の鉱石スラリーを均一に分配して各々一定流量で連続的に供給することが必要になる。 In the classification process using the specific gravity difference, the ore slurry is introduced into a settling tank, where chromite, which has a high true specific gravity, settles by gravity in the settling tank and is collected from the bottom of the tank, while the slurry containing particles with a lower true specific gravity than chromite overflows as a supernatant liquid and can be collected from a trough at the top of the tank. However, commercially available classification devices using the specific gravity difference have limited processing capacity, and when a large amount of ore slurry is continuously processed, such as in the case of wet smelting of low-grade nickel oxide ore, a single classifier may not be sufficient. In this case, it is necessary to uniformly distribute the ore slurry to multiple classifiers installed in parallel and continuously supply each at a constant flow rate.
上記のように複数基の分級装置に対して鉱石スラリーを等量ずつ分配して送液する方法としては、鉱石スラリーの供給配管を各分級装置ごとに分岐すると共に各分岐配管にバルブを設け、該バルブの開度を調整する方法を挙げることができる。あるいは、上記の各分岐配管に送液ポンプを設け、該送液ポンプの運転を流量制御する方法を挙げることができる。しかしながら、これらの方法は、いずれもバルブ内部や送液ポンプのケーシング内部において摩耗が生じやすく、その補修に手間とコストがかかるうえ、補修している間は装置の運転を停止する必要があるためプラントの稼働率が低下することがあった。 As a method for distributing and delivering equal amounts of ore slurry to multiple classification devices as described above, one method is to branch the ore slurry supply pipe for each classification device, provide a valve on each branch pipe, and adjust the opening of the valve. Alternatively, one method is to provide a liquid delivery pump on each branch pipe and control the flow rate of the liquid delivery pump. However, both of these methods are prone to wear inside the valves and inside the casing of the liquid delivery pump, which is time-consuming and costly to repair, and the operation of the device must be stopped during repairs, which can reduce the plant's operating rate.
本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、ニッケルの湿式製錬方法の原料に用いるニッケル酸化鉱石に含まれるクロマイトを分離して回収すべく、並列に設けた複数基の分離装置に対して、粉砕したニッケル酸化鉱石に水を加えて調製した鉱石スラリー等の含クロマイトスラリーを等量ずつ分配して各々一定流量で連続的に供給することが可能な分配供給装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a distribution and supply device that can distribute equal amounts of chromite-containing slurry, such as ore slurry prepared by adding water to crushed nickel oxide ore, to multiple separation devices installed in parallel in order to separate and recover chromite contained in nickel oxide ore used as a raw material in the nickel hydrometallurgy process, and continuously supply each at a constant flow rate.
上記目的を達成するため、本発明に係る含クロマイトスラリーの分配装置は、含クロマイトスラリーからクロマイトを分離する複数の分離装置に対して、該含クロマイトスラリーを均等に分配して供給する含クロマイトスラリーの分配装置であって、上下方向に移動可能な複数の堰が前記複数の分離装置の基数と同じ数だけ周方向に均等な間隔をあけて設けられた略円筒形状の分配槽と、該分配槽の中央部に設けられた撹拌機とからなり、前記複数の堰が最も下方に位置しているときのそれらの上端部よりも前記複数の分離装置の供給部が下方に位置しており、前記分配槽の内壁面には、前記複数の堰をオーバーフローする含クロマイトスラリーをそれぞれガイドする上下両端部が開放された複数の流路部が設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a chromite-containing slurry distribution device that evenly distributes and supplies a chromite-containing slurry to a plurality of separation devices that separate chromite from the chromite-containing slurry, and is characterized in that it comprises a substantially cylindrical distribution tank in which a plurality of weirs that can be moved in the vertical direction are provided at equal intervals in the circumferential direction, the same number as the number of the separation devices, and an agitator provided in the center of the distribution tank, in which the supply portions of the plurality of separation devices are located lower than the upper ends of the plurality of weirs when they are at their lowest positions, and the inner wall surface of the distribution tank is provided with a plurality of flow path portions with both upper and lower ends open to guide the chromite-containing slurry that overflows the plurality of weirs .
本発明によれば、ニッケルの湿式製錬方法の原料に用いるニッケル酸化鉱石からクロマイトを分離して回収する複数基の並列に設けた分離装置に対して、粉砕したニッケル酸化鉱石に水を加えて調製した鉱石スラリー等の含クロマイトスラリーを等量ずつ分配して各々一定流量で連続的に供給することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to distribute equal amounts of chromite-containing slurry, such as ore slurry prepared by adding water to crushed nickel oxide ore, to multiple parallel separation devices that separate and recover chromite from nickel oxide ore used as a raw material in the nickel hydrometallurgy process, and continuously supply each at a constant flow rate.
以下、本発明に係るクロマイトを含んだスラリー(以下、含クロマイトスラリーとも称する)の分配装置の実施形態について、該含クロマイトスラリーがニッケル酸化鉱石を粉砕して水を加えることで調製した鉱石スラリーをハイドロサイクロンに導入したときにそのボトム側排出口から排出される粗粒側スラリーである場合を例に挙げて説明する。なお、本発明の含クロマイトスラリーの分配装置は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更例や代替例等を含むものである。すなわち、本発明の権利範囲は、特許請求の範囲及びその均等の範囲に及ぶものである。 Below, an embodiment of the distributor for a slurry containing chromite (hereinafter also referred to as a chromite-containing slurry) according to the present invention will be described, taking as an example a case in which the chromite-containing slurry is a coarse-particle slurry discharged from a bottom-side discharge outlet when an ore slurry prepared by crushing nickel oxide ore and adding water is introduced into a hydrocyclone. Note that the distributor for a chromite-containing slurry of the present invention is not limited to the following embodiment, and includes various modifications and alternative examples within the scope of the present invention. In other words, the scope of the rights of the present invention extends to the scope of the claims and their equivalents.
1.ニッケルの湿式製錬方法
本発明の実施形態に係る含クロマイトスラリーの分配装置は、ニッケルの湿式製錬方法において原料として用いる粉砕したニッケル酸化鉱石に水を加えて調製した鉱石スラリーに対して、上流工程においてクロマイトを分離して回収する際に用いるものである。そこで、先ずニッケルの湿式製錬方法について説明する。ニッケルの湿式製錬方法は、高温高圧下で鉱石スラリーを酸浸出処理して得たニッケル等の有価金属を含む浸出液に対して硫化処理を施すことで該有価金属を硫化物の形態で回収する方法である。
1. Nickel hydrometallurgy method The chromite-containing slurry distributor according to the embodiment of the present invention is used in the upstream process of separating and recovering chromite from an ore slurry prepared by adding water to pulverized nickel oxide ore used as a raw material in a nickel hydrometallurgy method. First, the nickel hydrometallurgy method will be described. The nickel hydrometallurgy method is a method in which a leachate containing valuable metals such as nickel obtained by acid leaching an ore slurry under high temperature and high pressure is subjected to a sulfidation treatment to recover the valuable metals in the form of sulfides.
より具体的に説明すると、図1に示すように、ニッケルの湿式製錬方法は、原料のニッケル酸化鉱石に対して粉砕や篩分け等の前処理を行なうと共に水を添加することで所定のスラリー濃度を有する鉱石スラリーの調製を行なう前処理工程S1と、上記の鉱石スラリーからクロマイトを分離してこれを副産物として回収するクロマイト回収工程S2と、該クロマイトが分離除去された後の鉱石スラリーに対してオートクレーブ内で硫酸及び高圧蒸気を添加して高温高圧下で酸浸出処理を施す浸出工程S3と、該酸浸出処理により浸出された有価金属としてのニッケル及びコバルトを含む浸出スラリーをフラッシュドラムで降圧降温した後、連続する複数のシックナーの最上流側に導入することで、最下流側に導入した洗浄水によって洗浄しながら浸出残渣の分離除去を行なう向流多段洗浄工程S4と、該浸出残渣が分離除去された後の浸出液に中和剤を添加して該浸出液に含まれる不純物元素を中和澱物として分離除去する中和工程S5と、該中和澱物が分離除去された後の中和終液に硫化剤を添加することによりニッケル及びコバルトを混合硫化物の形態で回収する硫化工程S6と、上記混合硫化物の回収時に排出されるニッケル貧液及び上記向流多段洗浄工程S4で除去された浸出残渣に中和剤を添加して無害化処理を行なう最終中和工程S7とから一般的に構成される。 More specifically, as shown in FIG. 1, the nickel hydrometallurgy process includes a pretreatment step S1 in which the raw material nickel oxide ore is subjected to pretreatment such as crushing and sieving and water is added to prepare an ore slurry having a predetermined slurry concentration; a chromite recovery step S2 in which chromite is separated from the ore slurry and recovered as a by-product; a leaching step S3 in which sulfuric acid and high-pressure steam are added to the ore slurry after the chromite has been separated and removed in an autoclave to perform an acid leaching process under high temperature and pressure; and a flash drum is used to reduce the pressure and temperature of the leached slurry containing nickel and cobalt as valuable metals leached by the acid leaching process, after which the leached slurry is cooled and cooled. It is generally composed of a countercurrent multi-stage washing process S4 in which the leaching residue is separated and removed while being washed with washing water introduced at the most downstream side by introducing the leaching residue into the most upstream side of a series of multiple thickeners; a neutralization process S5 in which a neutralizing agent is added to the leachate after the leachate residue has been separated and removed to separate and remove impurity elements contained in the leachate as neutralized precipitates; a sulfurization process S6 in which a sulfurizing agent is added to the final neutralization liquid after the neutralized precipitates have been separated and removed to recover nickel and cobalt in the form of a mixed sulfide; and a final neutralization process S7 in which a neutralizing agent is added to the nickel-poor liquid discharged during the recovery of the mixed sulfide and the leachate removed in the countercurrent multi-stage washing process S4 to perform a detoxification process.
上記のニッケルの湿式製錬方法において原料として用いるニッケル酸化鉱石には、主としてリモナイト鉱及びサプロライト鉱等のいわゆるラテライト鉱が用いられる。ラテライト鉱のニッケル含有量は一般的に0.8~2.5質量%であり、ニッケルは水酸化物又は含水ケイ苦土(ケイ酸マグネシウム)鉱物として含まれている。また、ラテライト鉱の鉄含有量は一般的に10~50質量%であり、この場合の鉄は主として3価の水酸化物(ゲーサイト)の形態を有しているが、一部2価の鉄が含水ケイ苦土鉱物等に含まれている。 The nickel oxide ores used as raw materials in the above-mentioned nickel hydrometallurgy method are mainly so-called laterite ores such as limonite ore and saprolite ore. The nickel content of laterite ore is generally 0.8-2.5% by mass, and nickel is contained as hydroxide or hydrous magnesium silicate (magnesium silicate) mineral. The iron content of laterite ore is generally 10-50% by mass, and in this case, the iron is mainly in the form of trivalent hydroxide (goethite), but some divalent iron is contained in hydrous magnesium silicate minerals, etc.
上記のラテライト鉱は、更にクロム、マグネシア、珪素を含んでいる。それらのうち、クロム分の多くは、鉄やマグネシウムを含むクロマイト鉱物として、通常はラテライト鉱に1~5質量%程度含まれている。また、マグネシア分は、含水ケイ苦土鉱物のほか、未風化で硬度が高いニッケルをほとんど含有しないケイ苦土鉱物に含まれている。珪酸分は、石英、クリストバライト(無定形シリカ)等のシリカ鉱物や含水ケイ苦土鉱物に含まれている。ラテライト鉱に含まれているこれらクロマイト鉱物、ケイ苦土鉱物、及びシリカ鉱物は、ニッケルをほとんど含有しておらず、脈石成分と称される。 The above-mentioned laterite ore further contains chromium, magnesia, and silicon. Of these, most of the chromium is contained in the laterite ore as chromite minerals containing iron and magnesium, usually at about 1 to 5 mass%. Magnesia is contained in hydrous silicic earth minerals, as well as in unweathered, hard silicic earth minerals that contain almost no nickel. Silica is contained in silica minerals such as quartz and cristobalite (amorphous silica), and hydrous silicic earth minerals. These chromite minerals, silicic earth minerals, and silica minerals contained in laterite ore contain almost no nickel, and are called gangue components.
2.クロマイト回収工程
次に、上記のニッケルの湿式製錬方法のうち、クロマイト回収工程S2について図2を参照しながら説明する。クロマイト回収工程S2は、前処理工程S1で調製したクロマイトを含む鉱石スラリー(含クロマイト鉱石スラリーとも称する)をハイドロサイクロンで遠心分離処理することで、粗大なクロマイトを含む粗粒側スラリーをボトム側排出口から排出させると共に、ゲーサイト等の微細な粒子を含む脱クロマイト鉱石スラリーをトップ側排出口から排出させる遠心分離工程S21と、該粗粒側スラリーを後工程の装置の基数に対応させて分配する分配工程S22と、該分配された粗粒側スラリーに含まれるゲーサイトを比重差を利用して分離する比重分離工程S23と、比重分離工程S23でゲーサイトが分離された後の粗粒側スラリーを濃縮装置に導入してクロマイトの濃度を更に高める濃縮工程S24と、濃縮工程S24でクロマイト濃度が高められた粗粒側スラリーに含まれる着磁物を磁力を用いて分離する磁選工程S25とから構成される。
2. Chromite Recovery Step Next, the chromite recovery step S2 in the above-mentioned nickel hydrometallurgy method will be described with reference to FIG. The chromite recovery process S2 is a centrifugation process S21 in which the chromite-containing ore slurry (also referred to as chromite-containing ore slurry) prepared in the pretreatment process S1 is centrifuged in a hydrocyclone to discharge a coarse-particle slurry containing coarse chromite from a bottom-side outlet and a dechromite ore slurry containing fine particles such as goethite from a top-side outlet; a distribution process S22 in which the coarse-particle slurry is distributed according to the number of devices in the subsequent process; a specific gravity separation process S23 in which goethite contained in the distributed coarse-particle slurry is separated by utilizing a specific gravity difference; a concentration process S24 in which the coarse-particle slurry after the goethite separation in the specific gravity separation process S23 is introduced into a concentration device to further increase the concentration of chromite; and a magnetic separation process S25 in which magnetized substances contained in the coarse-particle slurry in which the chromite concentration has been increased in the concentration process S24 are separated by using a magnetic force.
上記のように、ニッケルの湿式製錬方法において原料として用いるニッケル酸化鉱石にクロマイトが含まれていても、前処理工程S1において粉砕や篩分けにより好ましくは粒子径45μm以上1.4mm以下となるように粒度を揃えると共に、所定のスラリー濃度となるように水を加えて鉱石スラリーを調製した後、この鉱石スラリーに対してクロマイト回収工程S2においてクロマイトを分離することで、後工程の浸出工程S3以降において、配管やポンプ等の機器の接液部がクロマイトで著しく磨耗する問題を抑えることが可能になる。 As described above, even if the nickel oxide ore used as a raw material in the nickel hydrometallurgy process contains chromite, the particle size is preferably adjusted to 45 μm or more and 1.4 mm or less by crushing and sieving in the pretreatment process S1, and water is added to prepare an ore slurry to a predetermined slurry concentration. Then, the chromite is separated from this ore slurry in the chromite recovery process S2. This makes it possible to prevent the problem of significant wear of the liquid-contacting parts of equipment such as pipes and pumps by chromite in the subsequent leaching process S3 and thereafter.
これにより、機器のメンテナンスコストを抑えることができるうえ、メンテナンスによる運転停止の頻度を減らすことができるので、湿式製錬プラントの操業効率を高めることができる。なお、本明細書においては、上記の粒子径A以上B以下とは、目開きAの篩上であって且つ目開きBの篩下であることを意味する。以下、かかるクロマイト回収工程S2を構成する各工程について具体的に説明する。 This not only reduces the equipment maintenance costs, but also the frequency of shutdowns for maintenance, thereby improving the operating efficiency of the hydrometallurgical plant. In this specification, the particle size A or more and B or less means that the particle size is on the sieve with mesh size A and below the sieve with mesh size B. Each step constituting the chromite recovery process S2 will be specifically described below.
2.1遠心分離工程
遠心分離工程S21は、前処理工程S1で調製した含クロマイト鉱石スラリーをハイドロサイクロンで分級処理する工程である。ハイドロサイクロンは、円筒部とその下端部に接続する逆円錐形状の縮径部とから構成される分級装置であり、ポンプで昇圧した含クロマイト鉱石スラリーを該円筒部に接線方向から導入することで、該含クロマイト鉱石スラリーを内壁面に沿って高速で旋回しながら下降させることができるので、これにより生じる遠心力により、真比重が高く且つ粒子径の大きな粗粒子であるクロマイトは、ボトム側排出口から粗粒側スラリー(アンダーフロー「U/F」とも称する)として排出される。
2.1 Centrifugal separation step The centrifugal separation step S21 is a step of classifying the chromite-containing ore slurry prepared in the pretreatment step S1 using a hydrocyclone. The hydrocyclone is a classification device consisting of a cylindrical section and an inverted cone-shaped reduced diameter section connected to the lower end of the cylindrical section. By introducing the chromite-containing ore slurry pressurized by a pump into the cylindrical section from the tangential direction, the chromite-containing ore slurry can be caused to descend while swirling at high speed along the inner wall surface. The centrifugal force generated by this causes the chromite, which is a coarse particle having a high true density and a large particle diameter, to be discharged from the bottom discharge port as a coarse particle side slurry (also called underflow "U/F").
このボトム側排出口からはハイドロサイクロンに導入した鉱石スラリーの一部しか排出されないので、それ以外の鉱石スラリーは、中心部分を上昇してトップ側排出口から微細なゲーサイト等の微粒子を含む微粒側スラリー(オーバーフロー「O/F」とも称する)として排出される。この微粒側スラリーには、後工程の比重分離工程S23、濃縮工程S24、及び磁選工程S25で分離される主としてゲーサイトからなる微粒子が合流し、脱クロマイト鉱石スラリーとして後工程の浸出工程S3において酸浸出処理が施される。 Only a portion of the ore slurry introduced into the hydrocyclone is discharged from this bottom discharge outlet, so the remaining ore slurry rises from the center and is discharged from the top discharge outlet as fine particle side slurry (also called overflow "O/F") containing fine particles such as goethite. This fine particle side slurry is joined by fine particles mainly consisting of goethite separated in the subsequent gravity separation process S23, concentration process S24, and magnetic separation process S25, and is subjected to acid leaching treatment in the subsequent leaching process S3 as a dechromite ore slurry.
上記のクロマイトとゲーサイトとの分級は、分級処理対象となる含クロマイト鉱石スラリーの分級粒度(分級点)を適切な範囲内に設定することで実現でき、この分級粒度は、ハイドロサイクロンの運転条件により調整することができる。具体的には、含クロマイト鉱石スラリーに対して効果的に分級を行なうには、分級粒度が20~150μmの範囲内にあるのが好ましく、45~75μmの範囲内にあるのがより好ましい。 The above classification of chromite and goethite can be achieved by setting the classification particle size (classification point) of the chromite-containing ore slurry to be classified within an appropriate range, and this classification particle size can be adjusted by the operating conditions of the hydrocyclone. Specifically, to effectively classify the chromite-containing ore slurry, the classification particle size is preferably in the range of 20 to 150 μm, and more preferably in the range of 45 to 75 μm.
この分級粒度が20μm未満では、粗粒側スラリーへの微粒子の混入割合が高くなるので回収したクロマイトの品位が不十分になる。また、後工程の浸出工程S3で処理される脱クロマイト鉱石スラリー中に本来含まれるべきニッケルが粗粒側スラリーに混入する割合が高くなるのでニッケルのロスが増加する。逆に、上記分級粒度が150μmを超えると、微粒側スラリーに粗大なクロマイト、ケイ苦土鉱、及びシリカ鉱物が混入する割合が高くなるので、浸出工程S3以降の工程において摩耗が生じたり処理能力が低下したりするおそれがある。なお、この遠心分離工程S21では、粗粒側スラリーのクロマイト濃度が41質量%以上に濃縮されていることが好ましい。 If the classification particle size is less than 20 μm, the proportion of fine particles mixed into the coarse-particle slurry will be high, resulting in insufficient quality of the recovered chromite. In addition, the proportion of nickel that should be contained in the chromite-free ore slurry processed in the subsequent leaching step S3 that is mixed into the coarse-particle slurry will increase, resulting in increased nickel loss. Conversely, if the classification particle size exceeds 150 μm, the proportion of coarse chromite, magnesia, and silica minerals mixed into the fine-particle slurry will increase, which may cause wear and reduce processing capacity in the steps following the leaching step S3. In addition, in this centrifugation step S21, it is preferable that the chromite concentration of the coarse-particle slurry is concentrated to 41 mass% or more.
上記の分級粒度を実現するために適宜調整を行なうハイドロサイクロンの運転条件としては、例えばハイドロサイクロンに導入する含クロマイト鉱石スラリーのスラリー濃度(パルプ濃度)、ハイドロサイクロンの運転圧力、粗粒側スラリーのスラリー濃度(パルプ濃度)、ハイドロサイクロンへの含クロマイト鉱石スラリーの供給量、ハイドロサイクロンの内径に代表される形状等を挙げることができる。 Examples of operating conditions of the hydrocyclone that are adjusted appropriately to achieve the above classification particle size include the slurry concentration (pulp concentration) of the chromite-containing ore slurry introduced into the hydrocyclone, the operating pressure of the hydrocyclone, the slurry concentration (pulp concentration) of the coarse particle slurry, the amount of chromite-containing ore slurry supplied to the hydrocyclone, and the shape of the hydrocyclone, as represented by the inner diameter.
上記の運転条件のうち、ハイドロサイクロンに供給する含クロマイト鉱石スラリーのパルプ濃度は、特に限定するものではないが10~30質量%程度に調整することが好ましく、15~20質量%程度に調整することがより好ましい。このパルプ濃度が10質量%未満でもある程度ハイドロサイクロンで分級することができるものの、前処理工程S1における鉱石スラリーの調製に大量の水が必要になるうえ、後工程において例えば沈降濃縮等により水を除去する必要が生じるので処理コストが高くなるおそれがある。逆に、パルプ濃度が30質量%を超えると、含クロマイト鉱石スラリーの粘度が高くなりすぎて、ハイドロサイクロンによる分級が困難になるおそれがある。 Among the above operating conditions, the pulp concentration of the chromite-containing ore slurry supplied to the hydrocyclone is not particularly limited, but is preferably adjusted to about 10 to 30% by mass, and more preferably adjusted to about 15 to 20% by mass. Even if the pulp concentration is less than 10% by mass, classification can be performed to some extent by the hydrocyclone, but a large amount of water is required to prepare the ore slurry in the pretreatment step S1, and water must be removed in a subsequent step, for example by sedimentation concentration, which may increase processing costs. Conversely, if the pulp concentration exceeds 30% by mass, the viscosity of the chromite-containing ore slurry may become too high, making classification by the hydrocyclone difficult.
また、ハイドロサイクロンの運転圧力、すなわちハイドロサイクロンに供給する含クロマイト鉱石スラリーの圧力は、特に限定するものではないが、分級性能や処理速度等を考慮して0.1~0.3MPaG程度の範囲内であることが好ましい。更に、ハイドロサイクロンのアンダーフローとしての粗粒側スラリーのパルプ濃度は、15質量%以上であることが好ましい。このアンダーフローのパルプ濃度は、例えばハイドロサイクロンのボトム側排出口に設けたバルブの開度で調整することができる。 The operating pressure of the hydrocyclone, i.e., the pressure of the chromite-containing ore slurry supplied to the hydrocyclone, is not particularly limited, but is preferably within the range of about 0.1 to 0.3 MPaG, taking into consideration classification performance, processing speed, etc. Furthermore, the pulp concentration of the coarse-particle slurry as the underflow of the hydrocyclone is preferably 15% by mass or more. The pulp concentration of this underflow can be adjusted, for example, by the opening of a valve installed at the bottom-side discharge outlet of the hydrocyclone.
上記のように、分級性能や処理速度等を考慮したハイドロサイクロンの運転条件のうち、ハイドロサイクロンに供給する鉱石スラリーの圧力及び該鉱石スラリーのパルプ濃度の調整により、粗粒側スラリーの固形分中における粒子サイズが-45μm(目開き45μmのスクリーンを通過できるもの)の粒子の割合が30質量%以下となるように調整することが特に好ましい。すなわち、粗粒側スラリーに含まれる粒子には、粒子サイズが-45μmの粒子の割合が0質量%に近いほど望ましいが、このように-45μmの粒子の割合を0質量%に近づければ近づけるほど微粒側スラリーに低ニッケル品位の粗粒子が混じりやすくなるので湿式製錬プロセスにおけるニッケルの回収ロスの要因となる可能性がある。 As described above, among the operating conditions of the hydrocyclone taking into consideration classification performance, processing speed, etc., it is particularly preferable to adjust the pressure of the ore slurry supplied to the hydrocyclone and the pulp concentration of the ore slurry so that the proportion of particles with a particle size of -45 μm (that can pass through a screen with 45 μm openings) in the solid content of the coarse-particle slurry is 30 mass% or less. In other words, it is desirable for the proportion of particles with a particle size of -45 μm to be as close to 0 mass% as possible for the particles contained in the coarse-particle slurry, but the closer the proportion of -45 μm particles is to 0 mass%, the more likely it is that low-nickel-grade coarse particles will be mixed into the fine-particle slurry, which may be a factor in nickel recovery losses in the hydrometallurgical process.
上記のように、クロマイトはゲーサイト等の水酸化鉄に比べて真比重が大きく且つ粒子径も一般的に大きいため、分級装置としてハイドロサイクロンを使用することによって、粗粒子のクロマイトをそれ以外のゲーサイト等の微粒子から精度よく分離することができる。すなわち、オーバーフローとしてトップ側排出口から排出される微粒側スラリーへのクロマイトの分配をほとんど無くすことが可能になる。また、ハイドロサイクロンは可動部がないため、大量の鉱石スラリーを低コストで処理する場合に適しており、特に、トップ側からの排出量がボトム側からの排出量に比べて多い場合の処理に適している。なお、ハイドロサイクロンの段数は上記の1段に限定されるものではなく、2段以上であってもよい。 As mentioned above, chromite has a higher true density and generally larger particle size than iron hydroxides such as goethite, so by using a hydrocyclone as a classification device, it is possible to accurately separate coarse chromite particles from fine particles such as goethite. In other words, it is possible to almost completely eliminate the distribution of chromite to the fine-particle slurry discharged from the top outlet as an overflow. In addition, since hydrocyclones have no moving parts, they are suitable for processing large amounts of ore slurry at low cost, and are particularly suitable for processing when the amount of ore discharged from the top side is greater than the amount of ore discharged from the bottom side. The number of stages in the hydrocyclone is not limited to one as mentioned above, and may be two or more.
2.2分配工程
分配工程S22は、上記の遠心分離工程S21で分離された粗粒側スラリーを分配装置を用いて分配する工程である。具体的に説明すると、分配装置は、図3~5に示すように、有底円筒形状の分配槽10と、この分配槽10の中心軸部分に設けられた撹拌機20とから構成される。分配槽10は、その上端部において周方向に均等な間隔をあけて後段の比重分離装置の基数と同じ数の複数の略矩形の切り欠き部10a(図3では4個の切り欠き部10aが図示されている。)が設けられている。これら複数の切り欠き部10aをそれぞれ内側から塞ぐように、且つオーバーフローの液位を変更できるように、複数の堰11が上下方向に移動可能に設けられている。分配槽10は好ましくは円板状の蓋12で覆われており、その略中央部に撹拌機20のモーター21が据付けられている。
2.2 Distribution Step The distribution step S22 is a step of distributing the coarse-particle-side slurry separated in the above-mentioned centrifugation step S21 using a distribution device. Specifically, the distribution device is composed of a
かかる構成により、前工程のハイドロサイクロンのボトム側排出口から排出された粗粒側スラリーは、必要に応じて設けられたスラリーポンプで昇圧された後、図示しないフィードパイプにより分配槽10内に導入され、撹拌機20のシャフト22の先端部に設けた撹拌羽根23により均一に混合されながらこれら複数の堰11をオーバーフローすることで等量ずつ分配される。これら複数の堰11をオーバーフローした粗粒側スラリーは、分配槽10の外側において各々の堰11に対応して設けられている貯留部13内に一時的に受け入れられた後、その底部に設けられている開口部13aから排出して該開口部13aに接続している排出管14を介して図示しない後段の比重分離装置に送液される。
With this configuration, the coarse-particle slurry discharged from the bottom-side discharge port of the hydrocyclone in the previous process is pressurized by a slurry pump provided as necessary, and then introduced into the
上記構造の分配装置は、上記の複数の堰11が最も下方に位置しているときのそれらの上端部よりも上記の複数の比重分離装置の供給部が下方に位置するように設置されている。これにより、分配装置によって等量ずつ均等に分配した粗粒側スラリーを、高低差のみを利用して上記複数の比重分離装置に連続的に送液することができる。なお、上記の高低差は3m以上あるのが好ましい。この高低差が3m未満では、排出管14の圧力損失や粗粒側スラリーの粒度やパルプ濃度に変動が生じたときに安定的に送液できなくなるおそれがある。また、上記の複数の堰11の各々をオーバーフローする粗粒側スラリーの流量は、10m3/hr以上200m3/hr以下であるのが好ましい。各堰11をオーバーフローする流量が10m3/hr以上200m3/hr以下の範囲内であれば、これら複数の堰11から安定的に粗粒側スラリーをオーバーフローさせることができるので、より均等に分配することが可能になる。
The distributor of the above structure is installed so that the supply parts of the above-mentioned multiple specific gravity separators are located lower than the upper ends of the above-mentioned
上記の分配槽10内では、撹拌機20の撹拌羽根23による撹拌で液面に波立ちが生じるので、上記の複数の堰11をオーバーフローする流量にばらつきが生じることがある。この流量のばらつきを抑えるため、複数の堰11をオーバーフローする粗粒側スラリーをそれぞれガイドする上下両端部が開放された複数の流路部15が分配槽10の内壁面に設けられている。なお、これら複数の流路部15は、撹拌機20の撹拌羽根23によって分配槽10内のスラリーが内壁面に沿って回転するのを防ぐ邪魔板の役割を担わせることもできる。
In the
2.3比重分離工程
比重分離工程S23は、上記の分配工程S22において分配された各粗粒側スラリーに対して比重分離装置を使用して比重分離処理を行なうことで、該粗粒側スラリーに含まれているゲーサイト等の微粒子を分離する工程であり、これによりクロマイトを濃縮させることも可能になる。すなわち、前述した遠心分離工程S21において、アンダーフローとしてハイドロサイクロンのボトム側排出口から回収した粗粒側スラリーには主としてクロマイトが含まれているが、一部ゲーサイト等の微粒子も含まれている。
2.3 Gravity Separation Step The gravity separation step S23 is a step in which each of the coarse-particle slurries distributed in the distribution step S22 is subjected to gravity separation processing using a gravity separator to separate fine particles such as goethite contained in the coarse-particle slurry, which also makes it possible to concentrate chromite. That is, in the above-mentioned centrifugal separation step S21, the coarse-particle slurry recovered as the underflow from the bottom-side outlet of the hydrocyclone mainly contains chromite, but also contains some fine particles such as goethite.
そこで、この比重分離工程S23において、このようなクロマイトのほかに微粒子を含む粗粒側スラリーに対して比重分離処理を施すことによって、このゲーサイト等の微粒子をクロマイトから効果的に分離することができる。これは、言い換えると粗粒側スラリー中のクロマイトを更に濃縮することになる。なお、この比重分離工程S23で分離されたゲーサイトを含む微粒子は、前述したハイドロサイクロンのオーバーフローに混合して湿式製錬プロセスの酸浸出処理で処理する脱クロマイト鉱石スラリーとすることができる。 Therefore, in this gravity separation step S23, the coarse-particle slurry containing fine particles in addition to chromite is subjected to gravity separation treatment, so that the fine particles such as goethite can be effectively separated from the chromite. In other words, the chromite in the coarse-particle slurry is further concentrated. The fine particles containing goethite separated in this gravity separation step S23 can be mixed with the overflow of the hydrocyclone mentioned above to produce a chromite-free ore slurry that is treated by the acid leaching process in the wet smelting process.
比重分離工程S23で使用する比重分離装置には、少なくともスパイラルコンセントレーターを使用するのが好ましい。この場合は、スパイラルコンセントレーターの後段に、デンシティーセパレーター、シェーキングテーブル、及びスパイラルコンセントレーターから選択される比重分離装置を更に1段以上設けるのが好ましい。これらの組み合わせの中では、スパイラルコンセントレーター1段と、大量処理に適したデンシティーセパレーター1段とを連続的に設けることが好ましい。以下、これら比重分離装置について具体的に説明する。 It is preferable to use at least a spiral concentrator as the density separation device used in the density separation step S23. In this case, it is preferable to provide at least one more stage of density separation device selected from a density separator, a shaking table, and a spiral concentrator downstream of the spiral concentrator. Among these combinations, it is preferable to provide one stage of a spiral concentrator and one stage of a density separator suitable for large-volume processing in succession. These density separation devices are described in detail below.
(スパイラルコンセントレーター)
スパイラルコンセントレーターは、図6に例示するように、鉛直方向に延在する中心軸のまわりに螺旋状に樋を設けた構造を有しており、最上部に位置するフィード部からスラリーを供給して最下部に位置する排出口に向けて重力により旋回させながら流下させることで、その際に生じる遠心力により比重の小さなゲーサイト等の微粒子を含むスラリーが外周側に押しやられ、比重の大きなクロマイトを含むスラリーが内周側を流れるようになる。これにより、該最下部の排出口において内周側と外周側とを別々に回収することで、ゲーサイト等の微粒子をクロマイトから分離することが可能になる。
(Spiral concentrator)
As shown in Fig. 6, the spiral concentrator has a structure in which a gutter is provided in a spiral shape around a central axis extending in the vertical direction, and by supplying slurry from a feed section located at the top and causing it to flow downward while rotating due to gravity toward a discharge outlet located at the bottom, the slurry containing fine particles such as goethite with a low specific gravity is pushed to the outer periphery by the centrifugal force generated at that time, and the slurry containing chromite with a high specific gravity flows on the inner periphery side. As a result, by separately collecting the inner and outer periphery sides at the discharge outlet at the bottom, it becomes possible to separate the fine particles such as goethite from the chromite.
このスパイラルコンセントレーターによる比重分離処理では、特に限定するものではないが、上記のフィード部に供給するスラリーのパルプ濃度を15質量%を超えて35質量%未満とすることが好ましく、20質量%を超えて30質量%未満とすることがより好ましい。このパルプ濃度が15質量%以下であると、分離性能が悪化する可能性があり、逆に、35質量%以上であると、比重分離処理中にクロマイトの濃縮側となるスパイラルコンセントレーターの内周側において粒子の流れが滞留してビルドアップが生じやすくなり、上記の分離が良好に行われなくなる可能性がある。 In the gravity separation process using the spiral concentrator, although there are no particular limitations, it is preferable that the pulp concentration of the slurry supplied to the feed section is more than 15% by mass and less than 35% by mass, and more preferably more than 20% by mass and less than 30% by mass. If the pulp concentration is 15% by mass or less, separation performance may deteriorate, and conversely, if it is 35% by mass or more, the flow of particles may stagnate on the inner side of the spiral concentrator, which is the concentrated side of the chromite during the gravity separation process, making it easier for build-up to occur, and the above separation may not be performed well.
また、スパイラルコンセントレーターによる比重分離処理では、複数のスパイラルコンセントレーターを連続的に接続することで、処理対象のスラリーを複数段の装置で比重分離してもよい。この場合は、スパイラルコンセントレーターの内周側のスラリーとして回収したクロマイトを含むスラリーを後段のスパイラルコンセントレーターに供給するのが好ましい。これにより、処理対象のスラリーに含まれるクロマイトの成分をより高い濃度まで効果的に濃縮できるのでクロマイト回収率をより一層高めることができる。 In addition, in gravity separation processing using a spiral concentrator, multiple spiral concentrators may be connected in series to perform gravity separation of the slurry to be treated in a multi-stage device. In this case, it is preferable to supply the slurry containing chromite recovered as the slurry on the inner circumference side of the spiral concentrator to the subsequent spiral concentrator. This allows the chromite components contained in the slurry to be treated to be effectively concentrated to a higher concentration, further increasing the chromite recovery rate.
(デンシティーセパレーター)
デンシティーセパレーターはTeeter-bedセパレーターとも称され、図7に例示するように、筒状部とその下部に位置する傾斜部とから構成され、該筒状部の下端部分にはTeeter waterと称する水が供給される複数本のパイプが設けられている。かかる構成により、該筒状部の上部から導入されたスラリーに含まれる微粒子をTeeter waterによる上昇流に伴って該筒状部の上端部でオーバーフローさせると共に、スラリーに含まれる粗粒子をTeeter waterによる上昇流に逆らって沈降させ、該傾斜部内で堆積させた後、底部からアンダーフローとして回収することができる。
(Density separator)
The density separator is also called a theeter-bed separator, and is composed of a cylindrical section and an inclined section located at the lower part thereof, and a plurality of pipes for supplying water called theeter water are provided at the lower end part of the cylindrical section, as shown in Fig. 7. With this configuration, fine particles contained in the slurry introduced from the upper part of the cylindrical section are made to overflow at the upper end part of the cylindrical section along with the upward flow of the theeter water, and coarse particles contained in the slurry are made to settle against the upward flow of the theeter water and are deposited in the inclined section, and then can be collected from the bottom as an underflow.
このデンシティーセパレーターによる比重分離処理では、特に限定するものではないが、Teeter waterの供給量を0.5~7.0m3・h-1/m2とすることが好ましい。この供給量が0.5m3・h-1/m2未満では、干渉沈降の効果が小さくなり、比重分離が効率よく行われない可能性がある。逆に、この供給量が7.0m3・h-1/m2を超えると、クロマイト粒子まで上昇させ、オーバーフロー側に移行してしまう可能性がある。この場合はクロマイトの回収率が減少するうえ、浸出処理に供給される鉱石スラリー中のクロマイト含有量が増えるので、ヘマタイト中のCr品位を低減させるのが困難になる。 In the gravity separation treatment using the density separator, although there is no particular limitation, it is preferable to set the supply amount of teeter water to 0.5 to 7.0 m 3 · h -1 /m 2. If the supply amount is less than 0.5 m 3 · h -1 /m 2 , the effect of interference settling becomes small, and gravity separation may not be performed efficiently. Conversely, if the supply amount exceeds 7.0 m 3 · h -1 /m 2 , chromite particles may rise and move to the overflow side. In this case, the recovery rate of chromite decreases, and the chromite content in the ore slurry supplied to the leaching treatment increases, making it difficult to reduce the Cr grade in the hematite.
なお、上記のデンシティーセパレーターによる比重分離処理では、複数基のデンシティーセパレーターを連続的に接続することで、処理対象のスラリーを複数段の装置で比重分離してもよい。これにより、より効果的にクロマイトを分離することができるので、最終段のデンシティーセパレーターからアンダーフローとして抜き出されるスラリー中のクロマイト品位(Cr2O3品位)をより一層高めることができる。 In the above-mentioned gravity separation process using a density separator, a plurality of density separators may be connected in series to separate the slurry to be treated by gravity in a multi-stage device. This allows chromite to be separated more effectively, and the chromite quality ( Cr2O3 quality) in the slurry extracted as an underflow from the final -stage density separator can be further increased.
(シェーキングテーブル)
シェーキングテーブルは、図8に例示するように、駆動部により水平方向に往復動する略矩形のテーブルからなり、該テーブル上の一隅部にスラリーを供給すると共に、該一隅部から該テーブルの長手方向に延在するパイプに設けた複数の開口部から水が供給されるようになっている。かかる構成により、ゲーサイト等の微粒子は、上記パイプから供給される水の流れに伴って該パイプが設けられているテーブルの一端部とは反対側の他側部から落下するのに対して、粗粒子のクロマイトは該水の流れには影響されずに該テーブルの振動によってその長手方向に端から端まで搬送されて上記一隅部とは反対側の隅部で回収される。
(Shaking table)
As shown in Fig. 8, the shaking table is a substantially rectangular table that is reciprocated horizontally by a drive unit, and slurry is supplied to one corner of the table, and water is supplied from the corner through a plurality of openings in a pipe extending in the longitudinal direction of the table. With this configuration, fine particles such as goethite fall from the other side of the table opposite to the end of the table where the pipe is provided, along with the flow of water supplied from the pipe, whereas coarse particles of chromite are not affected by the flow of water and are transported from one end to the other in the longitudinal direction by the vibration of the table, and are collected at the corner opposite to the one corner.
上記のシェーキングテーブルによる比重分離処理では、特に限定するものではないが、上記のテーブル上の一隅部から供給するスラリーのパルプ濃度を、15質量%を超えて35質量%未満に調整することが好ましく、20質量%を超えて30質量%未満とすることがより好ましい。 In the gravity separation process using the shaking table described above, although there are no particular limitations, it is preferable to adjust the pulp concentration of the slurry supplied from one corner of the table to more than 15% by mass and less than 35% by mass, and more preferably more than 20% by mass and less than 30% by mass.
2.4濃縮工程
濃縮工程S24は、後工程の磁選工程S25において採用される磁力選鉱装置の供給条件として好ましいスラリー濃度になるように、前工程の比重分離工程S23で処理された濃縮前スラリーのスラリー濃度を調整する工程である。この濃縮工程S24で用いる濃縮装置の種類には特に限定はないが、比較的低コストでスラリーを濃縮できるシックナーなどの重力沈降装置が好ましい。
The concentration step S24 is a step of adjusting the slurry concentration of the pre-concentrated slurry treated in the preceding gravity separation step S23 so as to obtain a slurry concentration suitable for the supply conditions of the magnetic separator employed in the following magnetic separation step S25. There is no particular limitation on the type of thickening device used in this concentration step S24, but a gravity settling device such as a thickener that can thicken the slurry at a relatively low cost is preferred.
2.5磁選工程
磁選工程S25は、前工程の濃縮工程S24において濃縮された濃縮後スラリーに対して、磁力選鉱装置を使用して着磁物を除去する工程である。遠心分離工程S21において粗粒側に分級分離した粗粒側スラリーは、主としてクロマイトで構成されるもののマグネタイトが含まれることがあり、更にゲーサイトも含まれている。磁選工程S25では、このようなクロマイトに加えて他の鉱物成分を含む濃縮後スラリーに対して磁力選鉱処理を施すことによって、着磁物としてのマグネタイトを非着磁物としてのクロマイトから分離することができ、これは言い換えるとクロマイトを更に濃縮することを意味している。
2.5 Magnetic Separation Step The magnetic separation step S25 is a step of removing magnetized matter from the concentrated slurry concentrated in the previous concentration step S24 using a magnetic separator. The coarse-particle slurry separated and classified to the coarse-particle side in the centrifugation step S21 is mainly composed of chromite, but may contain magnetite and also goethite. In the magnetic separation step S25, the concentrated slurry containing other mineral components in addition to chromite is subjected to magnetic separation treatment, so that magnetite as a magnetized matter can be separated from chromite as a non-magnetized matter, which means that the chromite is further concentrated.
この磁選工程S25で分離された着磁物としてのマグネタイトを含む混合物は、前述したハイドロサイクロンのオーバーフローに混合して湿式製錬プロセスの酸浸出処理で処理する脱クロマイト鉱石スラリーとすることができる。また、この磁力選鉱処理の処理対象である濃縮後スラリーにゲーサイトが微量に含まれている場合は、この磁力選鉱処理によって、上記のマグネタイトを含む混合物側に含ませることができるので、マグネタイトと共に酸浸出処理に供給する鉱石スラリーとすることができる。 The mixture containing magnetite as a magnetized material separated in this magnetic separation step S25 can be mixed with the overflow of the hydrocyclone described above to produce a chromite-free ore slurry that is treated in the acid leaching process of the hydrometallurgical process. In addition, if the concentrated slurry that is the target of this magnetic separation process contains trace amounts of goethite, this magnetic separation process can cause it to be included in the mixture containing magnetite, and the ore slurry can be supplied to the acid leaching process together with magnetite.
上記の磁力選鉱装置は特に限定するものではないが、5~20KGaussの範囲内の比較的に高い磁界強度を発生する高磁界磁力選鉱装置を用いることが好ましい。これにより、極めて効率よくクロマイトを分離して除去することができる。この磁界強度が5KGauss未満では着磁物のマグネタイトを効果的に分離できなくなるおそれがある。逆に、この磁界強度が20kGaussを超えると、クロマイトも同時に着磁してしまう可能性がある。 The above magnetic separation device is not particularly limited, but it is preferable to use a high magnetic field magnetic separation device that generates a relatively high magnetic field strength in the range of 5 to 20 kGauss. This allows chromite to be separated and removed extremely efficiently. If the magnetic field strength is less than 5 kGauss, there is a risk that the magnetite in the magnetized material cannot be effectively separated. Conversely, if the magnetic field strength exceeds 20 kGauss, there is a risk that the chromite will also be magnetized at the same time.
上記のように高磁界磁力選鉱装置を使用することでマグネタイト及びゲーサイトの両方とも分離除去することができるが、着磁物のマグネタイトは、比較的低い磁界強度を有する磁石でも引き付けられるため、磁界強度が高すぎると磁石から取り除きにくくなる。一方で、ゲーサイトは、比較的低い磁界強度を有する磁石には引き付けられないが、高い磁界強度を有する磁石には引き付けられる。そこで、この磁選工程S25では、高磁界磁力選鉱装置で磁力選鉱する前に、該高磁界磁力選鉱装置の磁界強度よりも小さい500~2000Gauss程度の磁界強度を発生する低磁界磁力選鉱装置を使用して磁力選鉱するのが好ましい。 As described above, both magnetite and goethite can be separated and removed by using a high magnetic field magnetic separation device, but magnetized magnetite is attracted even to magnets with relatively low magnetic field strength, so if the magnetic field strength is too high, it becomes difficult to remove from the magnet. On the other hand, goethite is not attracted to magnets with relatively low magnetic field strength, but is attracted to magnets with high magnetic field strength. Therefore, in this magnetic separation step S25, it is preferable to perform magnetic separation using a low magnetic field magnetic separation device that generates a magnetic field strength of about 500 to 2000 Gauss, which is smaller than the magnetic field strength of the high magnetic field magnetic separation device, before magnetic separation with the high magnetic field magnetic separation device.
以上説明したように、本発明の実施形態の含クロマイトスラリーの分配装置は、ポンプやバルブ等を特に要さないので、摩耗が生じやすいこれら機器の数量を減らすことができ、よって設備の建設コスト及びメンテナンスコストを削減することができるうえ、摩耗による機器トラブルやメンテナンスの頻度が減るのでプラントの稼働率を高めることができる。また、駆動部を減らすことができるので運転コストも削減できる。更に、機器を摩耗させやすいクロマイトを含むスラリーの分配装置からの送液には、高低差を用いるので、ポンプによる送液に比べて配管内の流速を遅くすることができる。その結果、当該配管や必要に応じて設けられるバルブの摩耗を抑えることができる。 As explained above, the chromite-containing slurry distribution device of the embodiment of the present invention does not require pumps, valves, etc. in particular, so the number of such devices that are prone to wear can be reduced, thereby reducing the construction and maintenance costs of the facility, and the frequency of equipment troubles and maintenance due to wear is reduced, so the plant's operating rate can be increased. In addition, the number of driving parts can be reduced, so operating costs can also be reduced. Furthermore, because the height difference is used to send the slurry containing chromite, which is prone to wear on equipment, from the distribution device, the flow rate in the piping can be slower than when the liquid is sent by a pump. As a result, wear on the piping and on valves installed as necessary can be suppressed.
[参考例]
図3~5に示すような、切り欠き部10a及びこれを覆う上下にスライド可能な堰11が上端部の4箇所(A、B、C、D)に均等な間隔をあけて設けられた分配槽10と、分配槽10の中心軸部に設けられた撹拌機20とからなる分配装置を作製した。そして、回転数103rpmで撹拌機20を回転しながら温度20~30℃の水を供給し、上記の4箇所の堰11から均等に水がオーバーフローするか否か調べた。なお、上記の分配槽10に設けた4枚の堰11は、全て同じ高さとなるように調整した。この測定結果を下記表1に示す。
[Reference example]
As shown in Figures 3 to 5, a distribution device was prepared, which includes a
上記表1から分かるように、分配槽10の上端部の4箇所(A、B、C、D)の堰11からそれぞれオーバーフローした水の流量は、それらの平均値から-2.9%~+3.0の範囲内でばらついたが、ニッケルの湿式製錬方法において原料として調製される鉱石スラリーからクロマイトを回収する場合は、通常は並列に設けた複数の分離装置に分配する場合のそれらのばらつきの許容範囲は5%以下であるので、上記の分配槽10により均等に分配できることが分かった。
As can be seen from Table 1 above, the flow rates of the water overflowing from the four weirs 11 (A, B, C, D) at the top end of the
[実施例]
ニッケルの湿式製錬プラントにおいて高圧酸浸出法によりニッケルコバルト混合硫化物を作製する際の原料となるニッケル酸化鉱石にクロマイトが含まれていたので、粉砕機及びスクリーンにより粒子径45μm以上1.4mm以下に揃えた粉粒体からなるニッケル酸化鉱石に水を加えてスラリー濃度20質量%に調製した鉱石スラリーを、図2に示すような工程フロー図のうち、遠心分離工程S21、分配工程S22及び比重分離工程S23の順で処理することで該鉱石スラリーからクロマイトを分離して回収した。
[Example]
In a nickel hydrometallurgical plant, nickel oxide ore, which is a raw material for producing a nickel-cobalt mixed sulfide by a high-pressure acid leaching method, contains chromite. Thus, water is added to nickel oxide ore made of powder particles whose particle diameter is adjusted to 45 μm or more and 1.4 mm or less by a crusher and a screen to prepare an ore slurry having a slurry concentration of 20 mass %, and the chromite is separated and recovered from the ore slurry by processing the ore slurry in the order of the centrifugal separation step S21, the distribution step S22, and the specific gravity separation step S23 in the process flow diagram shown in FIG. 2 .
具体的には、遠心分離工程S21ではSalter Cyclones Limited社製のハイドロサイクロンを使用し、上記鉱石スラリーをポンプで0.2MPaGに昇圧して供給し、ハイドロサイクロンのボトム側排出口からパルプ濃度15質量%の粗粒側スラリーを抜き出した。分配工程S22では該粗粒側スラリーを図3~5に示すような分配装置を用いて回転数103rpmで撹拌機20を回転しながら分配し、それらを4基の並列に設けたスパイラルコンセントレーターにそれぞれ供給して比重分離工程S23の分級を行なった。なお、該分配装置の分配槽10の堰11は4枚とも最も下方に位置させたところ、それらの上端部は該スパイラルコンセントレーターのフィード部よりも3m高くなった。
Specifically, in the centrifugation step S21, a hydrocyclone manufactured by Salter Cyclones Limited was used, and the above-mentioned ore slurry was pressurized to 0.2 MPaG by a pump and fed, and a coarse-particle slurry with a pulp concentration of 15% by mass was extracted from the bottom outlet of the hydrocyclone. In the distribution step S22, the coarse-particle slurry was distributed using a distribution device as shown in Figures 3 to 5 while rotating the
その結果、分配槽10の4枚の堰11の各々において粗粒側スラリーを約20m3/hrの流量でオーバーフローさせることができ、それら流量の平均値からのばらつきを5%以下に抑えることができた。また、4基のスパイラルコンセントレーターを安定的に運転してクロマイトを回収することが可能になり、ニッケルの湿式製錬プラントの接液部においても激しい摩耗は特に認められなかった。
As a result, the coarse-particle slurry could be made to overflow at a flow rate of about 20 m3 /hr at each of the four
10 分配槽
10a 切り欠き部
11 堰
12 蓋
13 貯留部
13a 開口部
14 排出管
15 流路部
20 撹拌機
21 モーター
22 シャフト
23 撹拌羽根
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
上下方向に移動可能な複数の堰が前記複数の分離装置の基数と同じ数だけ周方向に均等な間隔をあけて設けられた略円筒形状の分配槽と、該分配槽の中央部に設けられた撹拌機とからなり、前記複数の堰が最も下方に位置しているときのそれらの上端部よりも前記複数の分離装置の供給部が下方に位置しており、前記分配槽の内壁面には、前記複数の堰をオーバーフローする含クロマイトスラリーをそれぞれガイドする上下両端部が開放された複数の流路部が設けられていることを特徴とする含クロマイトスラリーの分配装置。 A chromite-containing slurry distribution device that uniformly distributes and supplies a chromite-containing slurry to a plurality of separation devices that separate chromite from the chromite-containing slurry,
a mixing vessel having a cylindrical shape and a plurality of weirs movable in the vertical direction, the number of which is equal to the number of separation devices, and a stirrer provided in the center of the mixing vessel, wherein the supply portions of the separation devices are located lower than the upper ends of the weirs when they are at their lowest positions , and the inner wall surface of the mixing vessel is provided with a plurality of flow paths having open upper and lower ends for guiding the chromite-containing slurry overflowing the weirs .
前記鉱石スラリーをハイドロサイクロンに導入することで含クロマイトスラリーと脱クロマイト鉱石スラリーとに分離する遠心分離工程と、該含クロマイトスラリーを複数基の分離装置にそれぞれ分配して導入することで該含クロマイトスラリーに含まれる微粒子を分離する分離工程とからなり、該含クロマイトスラリーの分配に請求項1又は2に記載の分配装置を用いることを特徴とするクロマイトの回収方法。 A method for recovering chromite contained in an ore slurry prepared by crushing nickel oxide ore used as a raw material in a nickel hydrometallurgy process and then adding water, comprising the steps of:
3. A method for recovering chromite comprising: a centrifugation step of introducing the ore slurry into a hydrocyclone to separate it into a chromite-containing slurry and a chromite-free ore slurry; and a separation step of distributing the chromite-containing slurry to a plurality of separation devices and introducing the slurry into each of the separation devices to separate fine particles contained in the chromite-containing slurry, wherein the distribution device according to claim 1 or 2 is used for distributing the chromite-containing slurry.
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