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公開番号2024024462
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-22
出願番号2022127297
出願日2022-08-09
発明の名称中和工程のpH制御法
出願人住友金属鉱山株式会社
代理人個人
主分類C22B 3/44 20060101AFI20240215BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】オートクレーブへの硫酸添加開始時の予備中和工程への石灰石添加タイミングを制御し、より早く目標pHへ到達するための制御法を提供する。
【解決手段】高圧酸浸出法の適用開始時における硫酸浸出を経た浸出液に行われる中和工程のpH制御法であって、前記硫酸浸出の硫酸添加の開始後、80～100分の間に、前記中和工程での前記浸出液へのpH調整剤の添加を開始し、前記pH調整剤の添加が、前記硫酸添加がオートクレーブで行われたあとの前記浸出液に行われ、且つ前記硫酸添加の開始後80～100分経過した時点から、前記浸出液が中和工程に到達する時点までの間に添加されるpH調整剤の添加量を、前記オートクレーブ内の鉱石スラリーへの硫酸添加開始後30分間に添加された硫酸の総量を中和するに等しいpH調整剤当量とすることを特徴とする高圧酸浸出法の適用開始時における硫酸浸出を経た酸性プロセス液である浸出液に対して行われる中和工程のpH制御法。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
高圧酸浸出法の適用開始時における硫酸浸出を経た酸性プロセス液である浸出液に対して行われる中和工程のｐＨ制御法であって、
前記中和工程におけるｐＨ制御が、前記硫酸浸出の硫酸添加の開始後、８０～１００分の間に、前記中和工程での前記浸出液へのｐＨ調整剤の添加を開始し、前記ｐＨ調整剤の添加が、前記硫酸添加がオートクレーブで行われたあとの前記浸出液に行われ、且つ前記硫酸添加の開始後８０～１００分経過した時点から、前記浸出液が中和工程に到達する時点までの間に添加されるｐＨ調整剤の添加量を、前記オートクレーブ内の鉱石スラリーへの硫酸添加開始後３０分間に添加された硫酸の総量を中和するに等しいｐＨ調整剤当量とすることを特徴とする高圧酸浸出法の適用開始時における硫酸浸出を経た酸性プロセス液である浸出液に対して行われる中和工程のｐＨ制御法。
続きを表示（約 450 文字）【請求項２】
少なくとも３０分に１回は前記中和工程後のｐＨを測定し、得られた前記ｐＨの測定値により、前記中和工程における前記ｐＨ調整剤の添加量を調整することを特徴とする請求項１に記載の高圧酸浸出法の適用開始時における硫酸浸出を経た酸性プロセス液である浸出液に対して行われる中和工程のｐＨ制御法。
【請求項３】
前記ｐＨ調整剤が、石灰石であることを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧酸浸出法の適用開始時における硫酸浸出を経た酸性プロセス液である浸出液に対して行われる中和工程のｐＨ制御法。
【請求項４】
前記中和工程が、原料の鉱石スラリーを貯留するオートクレーブ内の圧力を高めながら、前記オートクレーブ内の鉱石スラリーへの硫酸添加による硫酸浸出により得られた前記浸出液に対して行われる予備中和工程であることを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧酸浸出法の適用開始時における硫酸浸出を経た酸性プロセス液である浸出液に対して行われる中和工程のｐＨ制御法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化ニッケル鉱石の高圧酸浸出技術に関する。より詳しくは、高圧酸浸出工程の操業立ち上げ時の中和工程におけるｐＨ制御法に関し、具体的には、ｐＨ調整剤である石灰石の供給方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
ニッケル酸化鉱石を原料とするニッケル湿式製錬の分野においては、高温高圧下で酸浸出する高圧酸浸出（ＨＰＡＬ：ＨｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅＡｃｉｄＬｅａｃｈ）法による、低ニッケル品位鉱石からの有価金属の回収が実用化されている。そして、ＨＰＡＬ法によってニッケル酸化鉱石より浸出されたニッケル、コバルト等の有価金属の回収については、加圧下で有価金属を含む硫酸浴に硫化水素ガス等の硫化剤を添加することにより、硫化物（ニッケル・コバルト混合硫化物）として回収する方法が一般的に行われている。
【０００３】
この高圧酸浸出法では、高温・高圧条件としたオートクレーブへ供給する鉱石スラリーに対して適切に硫酸を添加することにより、ニッケル酸化鉱石に含まれる種々の金属元素（主にニッケル、マグネシウム、鉄、アルミニウム）成分を酸浸出することが行われている。
【０００４】
その高圧での硫酸による浸出工程（高圧硫酸浸出工程とも称す）後、硫化ニッケルを得るまでのニッケルのプロセスフローを含めた高圧酸浸出法（ＨＰＡＬ法）の代表的なプロセスフローを図１（特許文献１参照）に示す。
【０００５】
この図１に示す湿式製錬法では、所定の粒度を有するニッケル酸化鉱石を含んだ鉱石スラリーの調製を行う鉱石前処理工程Ｓ０と、その鉱石スラリーに硫酸を添加して高温高圧下で浸出処理を施すことで浸出スラリーを生成する浸出工程Ｓ１（高圧硫酸浸出工程と称す）と、その浸出スラリーにｐＨ調整剤を添加してｐＨを所定範囲内に調整する予備中和工程Ｓ２と、そのｐＨ調整された浸出スラリーを多段洗浄することでニッケル及びコバルトと共に不純物元素を含む浸出液を浸出残渣から分離する固液分離工程Ｓ３と、その浸出液に中和剤を添加することで不純物元素を含む中和澱物を生成し、これを分離除去してニッケル及びコバルトと共に亜鉛を含む中和終液を得る中和工程Ｓ４と、得られた中和終液に硫化剤を添加することで亜鉛硫化物を生成し、これを分離除去してニッケル及びコバルトを含むニッケル回収用母液を得る脱亜鉛工程Ｓ５と、そのニッケル回収用母液に硫化剤として硫化水素と水流化ナトリウムを添加することでニッケル及びコバルトを含むＮｉＣｏ混合硫化物を生成した後、固液分離により、そのＮｉＣｏ混合硫化物を回収するニッケル回収工程Ｓ６と、ニッケル回収工程Ｓ６の固液分離により液相側に排出されるニッケル回収終液に酸化性スラリーを所定量添加して硫化剤の分解処理を行う硫化剤除去工程Ｓ７と、その分解処理により排出される貧液を上記固液分離工程Ｓ３から排出される浸出残渣と共に無害化処理する最終中和工程Ｓ８とを有している。
【０００６】
ここで、高圧での硫酸による浸出後のプロセス液は強酸性（ｐＨ０．５～１．０）であり、予備中和工程、洗浄（向流多段洗浄法）による浸出残渣を分離した浸出液を得る固液分離工程を経た後、不純物を分離する中和工程（固液分離を含む）を経ることで、所定のｐＨに調整したのち、脱亜鉛工程および硫化反応工程において硫化水素ガスと硫酸ニッケルを反応させることで、硫化ニッケルを得ている。
【０００７】
この脱亜鉛工程以後に供するプロセス液は、硫化反応の進行を促進させるため所定のｐＨである必要があり、主に予備中和工程においてｐＨを精密に制御（例えばｐＨ２．８～３．２）している。
この予備中和工程においては、石灰石を用いた中和処理を行っており、ｐＨを上昇させて主に遊離酸（金属成分と未反応の硫酸）を中和しているが、硫酸イオンは石灰石のカルシウムと反応し、石膏として沈降する（反応式１参照）。
【０００８】
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【０００９】
予備中和工程のｐＨ制御においては、反応槽へｐＨ計を常設することで、ｐＨ見合いにより石灰石添加量を制御する方式が理想ではあるものの、予備中和工程は高温かつ強酸性、スラリー性という過酷な環境にあり、ｐＨ計の誤指示や故障頻度が高く、常設のｐＨ計を設置することは難しい。
従って、予備中和工程後のプロセス液を採取し、別途ｐＨを測定することでｐＨを監視し、測定値に応じて石灰石添加量を変化させる管理体制を取っている。
【００１０】
このような特別なｐＨ管理体制は、高圧硫酸浸出後のプロセス液のｐＨが安定している通常操業状態においては、石灰石添加量も概ね安定させることができ、予備中和工程後のｐＨ測定値に応じて石灰石添加量を調整する方式で問題無い。一方、例えばオートクレーブへの硫酸添加開始時など操業変動が大きい場合においては、硫酸添加前後で浸出液のｐＨが７～８（硫酸添加開始前）から０．５～１．０（硫酸添加開始後）へ大きく変動するため、これに追従するように予備中和工程での石灰石添加量を変動させて調整する必要がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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